Принцип работы и схема генератора переменного тока

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

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

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

Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезе

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

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

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

Демонстрация прибора с помощью простого магнита и контура

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

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

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

Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоков

Характеристики генератора переменного тока

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

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

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

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

Простой индукционный генератор для использования дома и на предприятии

Принцип работы генератора

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

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

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

Рассмотрение строения электрогенератора на практике

Назначение генератора переменного тока

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

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

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

Возбуждение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока

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

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

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

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

Устройство установки

Виды генераторов переменного тока

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

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

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

Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

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

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

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

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

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

Синхронный генератор

Какой ток вырабатывает генератор

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

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

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

Характеристика переменного и постоянного электрических токов

Схема генератора переменного тока

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

Схема обычного устройства генерации электротока

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

Принципиальная схема электрического генерирующего устройства

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

Виды генераторов и особенности их выбора

Нас часто спрашивают, «как выбрать генератор?», «какие виды генераторов бывают?», «чем отличаются разные типы генераторов?». В этой статье мы подробно рассмотрим различные виды генераторов, их отличия и последовательность правильного выбора. Как ясно из названия генератор (электрогенератор) — это электрическая машина, использующаяся для получения электрической энергии за счет преобразования в неё химической энергии топлива или механической энергии вращения (химическая энергия топлива — в механическую энергию вращения, а та — в электрическую). Однако сегодня под генератором чаше всего подразумевают полноценный бензогенератор или дизельгенератор. О них и пойдёт речь.

Виды генераторов по их назначению и использованию

Когда человек выбирает транспортное средство для личного передвижения, он сначала выбирает не вид топлива (дизель или бензин), а выбирает тип транспорта (автомобиль или мотоцикл). Такая же ситуация и с генераторами — прежде всего они отличаются не по топливу, а по назначению, по типу охлаждения.

Бытовые (портативные) генераторы:

Небольшие, лёгкие, недорогие генераторы с воздушным охлаждением (как мотоцикл). Для коротких запусков, для кратковременной работы. В свою очередь, бытовые портативные генераторы могут отличаться между собой:

Профессиональные (стационарные) генераторы:

Тяжелые, надежные и долговечные. Рассчитаны на долговременную работу, большие интервалы между техническими обслуживаниями и низкий расход топлива (как промышленный автомобиль или грузовик).

Обратите внимание, если портативные (бытовые) генераторы бывают на любом виде топлива, но небольшой мощности, то стационарные в основном дизельные. Таким образом, если вам нужен генератор мощностью 30 кВт, то он однозначно будет дизельным, а если вам нужен бензиновый, то он будет точно портативным. Отдельно можно упомянуть маломощные инверторные генераторы, которые бывают только бензиновыми и, естественно, портативными.

Виды генераторов и их отличия по типу топлива

Если взять два одинаковых генератора, дизельный и бензиновый (естественно, оба они будут портативными, так как стационарных бензиновых генераторов не существует), то их отличия за счет разного типа топлива будут следующими:

• По габаритам: дизельный генератор будет более массивным, более тяжелым.
• По расходу топлива: бензиновый генератор более прожорлив.
• По запуску в холодное время: бензиновый генератор запускается лучше.
• По долговечности: дизельный в два-три раза более долговечен.
• По стоимости: Цена бензинового в два раза ниже.

Практика показывает, что в генераторах малой мощности, до 3-4 кВт наиболее часто используются бензиновые двигатели, а с ростом мощности всё более популярными становятся дизельные.

Виды генераторов по напряжению

• Однофазные генераторы, вырабатывающие 220В или 230В (европейский стандарт) могут работать только с однофазными приборами. Однофазные генераторы чаще всего портативные и бензиновые, небольшой мощности. Максимальная мощность однофазных генераторов — 10 кВт.
• Трехфазные генераторы, вырабатывающие 380В или 400В (европейский стандарт) могут работать с трехфазными потребителями и, частично, пофазно, питать однофазных потребителей. Трехфазные генераторы чаще всего дизельные.
• Высоковольтные генераторы — большие мощные дизельные электростанции, мощностью, чаще всего от 1000 кВт, для специфических промышленных решений.

Генераторы по типу запуска

• Ручной запуск — запуск стартерным шнуром, как у бензопилы. Дергаем шнур — заводится генератор. Для запуска генераторов мощностью 6 кВт и более, оснащенных только ручным запуском нужно иметь хорошую физическую форму. 
• Электростартер — запуск кнопкой, ключом, или удаленным сигналом.
• Автозапуск — расширение электростартерной версии, запуск автоматический по сигналу от АВРа, при пропадании сети.

Итак, в зависимости от задачи и потребности удалось определить, какой нужен генератор: маленький портативный бензиновый, средний портативный дизельный или большой стационарный, естественно, дизельный. После этого (в зависимости от задач) был определен тип запуска и напряжение. Последнее что стоит сделать, это определить исполнение (открытые, в кожухе или в контейнере) и марку (производителя). Сделанный таким образом выбор наверняка будет успешным.

Виды электрических генераторов в Москве

Электростанции – это уникальные устройства, которые способны обеспечить электричеством дом, дачу или просто осветить необходимую территорию. Они бесперебойно подают напряжение на строительные площадки и обеспечивают качественную работу любой современной техники. Их можно использовать как в домашних условиях, так и на природе, рыбалке или в поле. 

Видя огромный спрос на эти приборы, производители выпускают разные виды устройств, которые способны помочь в той или иной ситуации. Все они похожи друг на друга по внешнему виду, но отличаются принципом работы и техническими характеристиками.

Какие же существуют виды генераторов

Если рассматривать оборудование по типу двигателя и топлива, на котором оно работает, то все модели можно поделить на три большие группы:

	Бензиновые – работают от бензина и являются прекрасным вариантом для дома, когда временно отключают свет. Стоит заметить, что обслуживание данного вида генератора обходится дороже других типов, поэтому его лучше использовать на короткие промежутки времени. Он экономично не выгодный, ведь при постоянной работе стоимость одного киловатта энергии в несколько раз больше обычного.
	Дизельные – это идеальный вариант для длительной работы и бесперебойной подачи напряжения в помещение. Они намного мощнее предыдущего варианта, отличаются долговечностью и надежностью. Работают от обычной солярки и потребляют меньше топлива на выработку одного киловатта энергии. Стоит сказать, что дизельные приборы немного дороже бензиновых, но в процессе эксплуатации затраты на топливо и ремонт намного ниже.
	Еще одним не таким известным вариантом могут служить газовые модели, которые можно применять в обоих случаях. Он работает как от природного газа, так и баллонного. Это важно в тех поселках, где нет магистрали и люди покупают газ в баллонах. Учитывая стоимость бензина, солярки и газа на сегодняшний день, можно с уверенностью сказать, что газовые агрегаты самые экономные.

Кроме этого, все известные элекстростанции можно разделить на синхронные и асинхронные.

• Синхронные приборы имеют высокое качество и способны вырабатывать качественный ток. Они не боятся перегрузки и достаточно выносливые.
• Асинхронные — отличаются низкой стоимостью и высокой чувствительностью к перегрузкам и пиковым токам. Имеет простую конструкцию, при этом защищен от перегревания и короткого замыкания.

Инверторное устройство вырабатывает стабильное напряжение, колебание тока незначительное, поэтому такой вид идеально подходит для техники, которая реагирует на малейшие колебания напряжения.

Все генераторы, что представлены на рынке страны, могут быть или однофазными, или трехфазными:

1. Если говорить об однофазных приборах, то они вырабатывают энергию 220 вольт и шикарно подходят для использования в домашних условиях. Где все потребители тоже однофазные.
2. Трехфазные образцы стоит приобретать только в том случае, если в доме есть трехфазная техника, для работы которой необходимо 380 вольт. Стоимость такого агрегата почти в два раза больше обычного однофазного прибора и его обслуживание обойдется дороже. 

Не стоит думать, что купив это оборудование на 6т кВт, вы сможете подключить на него мощное устройство. Это не так, ведь в таких конструкциях вся мощность поровну распределяется на три фазы и максимальная мощность потребителя не должна превышать 2 кВт. Если вы приобрели технику на три фазы, но подключаете обычные приборы, следите, чтобы не произошло перекоса фаз, и конструкция не поломалась. 

Лекция № 9 — Генераторы электрических сигналов

   Электронным генератором называют устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний различной формы, требуемой частоты и мощности.
Различают электронные генераторы гармонических колебаний (синусоидальных) и импульсных (релаксационных) колебаний.

В зависимости от частоты генераторы делятся на три типа: 
1. низкочастотные
2. высокочастотные
3. сверхчастотные 

В зависимости от типа возбуждения генераторы делятся: 
1. с независимым возбуждением
2. с самовозбуждением (автогенераторы)

Существует несколько режимов работы генераторов:
1. автоколебаний
2. ждущий
3. синхронизированный

Структурная схема генератора


условия самовозбуждения


• два условия, которые должны выполняться одновременно:
1. условие баланса амплитуд


2. условие баланса фаз (только на резонансной частоте)


• Для получения стационарных устойчивых колебаний в автогенераторе должно выполнятся условие:



Высокочастотный генератор


• используется условие самовозбуждения – условие баланса амплитуд и фаз на резонансной частоте, R3>>Roc 


• Чтобы колебания были немного больше по амплитуде, необходимо условие 

Низкочастотный генератор


• ОУ со звеном отрицательной обратной связи на Ro Roc, задающий коэффициент усиления К=3.  

• Мост Вина – звено положительной обратной связи на R1C1 и R2C2 , иметь коэффициент передачи
β = 1/3 и ψ = 0, причем R1=R2=R, C1=C2=C 

• Частота автогенератора:


Для регулировки частоты изменяют либо R1и R2 (плавная регулировка) либо С1и С2 на переключателях. На выходе будет чистая синусоида, если в цепь ООС поставить позистор или лампу накаливания (ток увеличивается сопротивление увеличивается).


Параметры

• частота f 
Генераторы синусоидальных колебаний лучше держат частоту, чем генераторы других форм сигнала.

 

Стоит задача улучшить этот параметр, т.е. свести к нулю

 

Применение генераторов

• как составная часть измерительных приборов и автоматических систем
• для питания приборов контроля состава и качества различных веществ
• для питания установок для высокочастотного нагрева металлов и т.д.
• Звуковые генераторы и высокочастотные генераторы в радиотехнике и электронике.
Импульсные генераторы

Электронные ключи


• Ключ «разомкнут» — транзистор работает в режиме отсечки, т.е. через транзистор протекает минимальный ток iк = 0, Uкэ = Ек . Сопротивление транзистора очень большое – обрыв.
• Ключ «замкнут» — транзистор работает в режиме насыщения: Uкэ = 0, ток ограничен резистором Rк — в режим насыщения транзистор входит при условии, когда и сопротивление транзистора в этом режиме равно нулю.
• При работе транзисторного ключа переключения из открытого состояния в закрытое и обратно, происходит скачком, потери мощности при этом незначительны.
Импульсный режим работы устройства — это кратковременное воздействие сигнала чередуется с паузой.
Импульсы формы: 
• Прямоугольная
• Треугольная
• Пилообразная
• Экспоненциальная и т.д.
самая распространенная форма импульса — прямоугольная.

Параметры импульса:

Период импульса Ти или частота fи = 1/Ти
Амплитуда импульса Uи
Длительность импульса tи
Длительность фронта tф
Длительность среза tс
Длительность паузы tп

«МУЛЬТИ» — много, «ВИБРАТО» — вибрация, колебание, следовательно, «МУЛЬТИВИБРАТОР» — это устройство, которое создает (генерирует) много-много колебаний.
Разберемся сначала в том, как он создает колебания, или как в нем возникают колебания, а уж потом выясним, почему их много.

• 1. АВТОГЕНЕРАТОР.
  Из школьного курса физики известно, что существуют так называемые автоколебательные системы или автогенераторы. В них в результате внешнего воздействия или самопроизвольно возникают и поддерживаются незатухающие колебания. Эти колебания будут продолжаться до тех пор, пока не иссякнет энергия источника. Общая схема автогенератора такова:
  
  Физический принцип действия. Энергия поступает от источника в регулятор, который подает ее в колебательную систему порциями (дискретно) для того, чтобы очередной порции хватило на компенсацию потерь энергии в колебательной системе для преодоления сопротивления (трения). Если кванты энергии от источника будут меньше потерь за одно колебание, то колебания в системе постепенно прекратятся – затухнут:
  
  Если больше – в системе наступит резонанс, что может привести к разрушению ее элементов или всей системы:
  
  Итак, регулятор дозирует (квантует) энергию в точном соответствии с требованиями системы. Когда происходит очередное колебание, система посылает сигнал через обратную связь о том, что необходима следующая порция (квант) энергии, и регулятор снова направляет эту порцию (квант) в систему. Сопротивление (трение) полностью преодолевается в процессе следующего колебания за счет притока порции энергии извне, система снова посылает сигнал через обратную связь, регулятор снова выдает порцию и т.д. Колебания получаются незатухающими:
  
  Понятно, что при отключении источника от регулятора колебания прекратятся.
  Простейший пример механической автоколебательной системы – часы с пружиной или гирями. Анкерный механизм в них как раз и играет роль регулятора, а маятник – это колебательная система.
  
  В электронных часах ничего такого уже не найти, и, тем не менее, они также являются автоколебательной системой.

2. КАК СОЗДАТЬ МУЛЬТИВИБРАТОР?
Шаг №1. Возьмем простейший усилитель НЧ 


Шаг №2. Объединим два идентичных усилителя так, чтобы получился двухкаскадный УНЧ:

Шаг №3.  Соединим выход этого усилителя с его входом:

Возникнет так называемая положительная обратная связь (ПОС). Вы наверняка слышали свист, который издавали звуковые колонки, если человек с микрофоном становился слишком близко к ним. То же самое происходит с музыкальным центром в режиме «караоке», если поднести микрофон к колонкам. В любом таком случае сигнал с выхода усилителя поступает на его же вход, усилитель входит в режим самовозбуждения и превращается в автогенератор, возникает звук. Иногда усилитель может самовозбуждаться даже на ультразвуковых частотах. Короче – при изготовлении усилителей ПОС вредна и с ней всячески приходится бороться, но это уже несколько другая история.
Вернемся к нашему усилителю, охваченному ПОС, т.е. МУЛЬТИВИБРАТОРУ! Да, это уже он! Правда, изображать именно мультивибратор принято так, как на рис. справа. Кстати, в сети имеется достаточное количество «извращенцев», которые рисуют эту схему и перевернутой, и на боку лежащей. Зачем это? Наверное, как в анекдоте, «чтобы отличаться». Или выделиться, или (есть такое русское слово!) выпендриться.

Мультивибратор можно собрать на транзисторах  n-p-n или p-n-p:


Оценить работу мультивибратора можно на слух или зрительно. В первом случае нагрузкой должен быть звуковой излучатель, во втором – лампочка или светодиод:

В случае применения низкоомных динамиков, потребуется выходной трансформатор или дополнительный усилительный каскад:

Нагрузка может быть включена в оба плеча мультивибратора:
 
В случае применения светодиодов желательно включить дополнительные резисторы, роль которых и выполняют, в данном случае, R1 и R4.

3. КАК РАБОТАЕТ МУЛЬТИВИБРАТОР?

В момент включения питания транзисторы обоих плеч мультивибратора открываются, так как на их базы через соответствующие им резисторы R2 и R3 подаются положительные (отрицательные – здесь и далее в скобках для p-n-p транзисторов) напряжения смещения.

Одновременно начинают заряжаться конденсаторы связи:

С1 — через эмиттерный переход транзистора VТ2 и резистор R1;

С2 — через эмиттерный переход транзистора V1 и резистор R4.

Эти цепи зарядки конденсаторов, являясь делителями напряжения источника питания, создают на базах транзисторов (относительно эмиттеров) все возрастающие по значению положительные (отрицательные) напряжения, стремящиеся все больше открыть транзисторы.

Открывание транзистора вызывает снижение положительного (отрицательного) напряжения на его коллекторе, что вызывает снижение положительного (отрицательного) напряжения на базе другого транзистора, закрывая его. Такой процесс протекает сразу в обоих транзисторах, однако закрывается только один из них, на базе которого более высокое отрицательное (положительное) напряжение, например, из-за разницы коэффициентов передачи токов h31э , номиналов резисторов и конденсаторов, поскольку, даже при подборе идентичных пар, параметры элементов все равно будут несколько отличаться.

Второй транзистор остается открытым. Но эти состояния транзисторов неустойчивы, ибо электрические процессы в их цепях продолжаются.

Допустим, что через некоторое время после включения питания закрытым оказался транзистор V2, а открытым — транзистор V1. С этого момента конденсатор С1 начинает разряжаться через открытый транзистор V1, сопротивление участка эмиттер-коллектор которого в это время мало, и резистор R2.

По мере разрядки конденсатора С1 отрицательное (положительное) напряжение на базе закрытого транзистора V2 уменьшается.

Как только конденсатор полностью разрядится и напряжение на базе транзистора V2 станет близким нулю, в коллекторной цепи этого, теперь уже открывающегося транзистора появляется ток, который воздействует через конденсатор С2 на базу транзистора V1 и понижает положительное (отрицательное) напряжение на ней.

В результате ток, текущий через транзистор V1, начинает уменьшаться, а через транзистор V2, наоборот, увеличиваться. Это приводит к тому, что транзистор V1 закрывается, а транзистор V2 открывается.

Теперь начнет разряжаться конденсатор С2, но через открытый транзистор V2 и резистор R3, что в конечном итоге приводит к открыванию первого и закрыванию второго транзисторов и т.д.

Транзисторы все время взаимодействуют, в результате чего мультивибратор генерирует электрические колебания.  
Работу мультивибратора иллюстрируют графики зависимостей напряжений Uбэ и Uк одного и второго транзисторов:

Как видно, мультивибратор генерирует, практически, «прямоугольные» колебания. Некоторое нарушение прямоугольной формы связано с переходными процессами в моменты отпирания транзисторов. Отсюда же видно, что сигнал можно «снимать» с любого транзистора. Просто наиболее принято изображать именно так, как это показано выше.
На практике можно считать форму колебаний мультивибратора «чисто прямоугольной»:

С одной стороны, кажется, что форма сигнала мультивибратора довольно простая. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так. Наиболее простая форма сигнала – это синусоида:

Если генератор создает идеальный синусоидальный сигнал, то ему соответствует строго одна определенная частота колебаний. Чем больше форма сигнала отличается от синусоиды, тем больше в спектре сигнала присутствует частот, кратных основной. А форма сигнала мультивибратора довольно далека от синусоиды. Следовательно, если, например, частота его колебаний составляет 1000 Гц, то в спектре будут присутствовать частоты и 2000 Гц, и 3000 Гц, и 4000 Гц… и т.д. правда амплитуды этих гармоник будут значительно меньше основного сигнала. Но они будут! Вот почему данный генератор называется МУЛЬТИвибратор.
Частота колебаний мультивибратора зависит как от емкости конденсаторов связи, так и от сопротивления базовых резисторов. Если в мультивибраторе соблюдаются условия: R1=R4, R2=R3, R1<R2 и R4<R3, C1=C2, VT1=VT2, то такой мультивибратор называется симметричным. Как видно, конденсаторы связи могут быть электролитическими и при n—p—n транзисторах плюсы конденсаторов подключаются к коллекторам. Если применить p—n—p транзисторы, надо поменять полярность источника питания и полярность электролитических конденсаторов.
Примерную частоту колебаний симметричного мультивибратора можно подсчитать по упрощенной формуле:
, где f — частота в Гц, R — сопротивление базового резистора в кОм, С — ёмкость конденсатора связи в мкФ.

4. ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ и не только
Как было отмечено выше, частота импульсов, генерируемых мультивибратором, определяется величинами разделительных конденсаторов и базовых резисторов. Из приведенной формулы видно, что увеличение емкости конденсаторов и/или увеличение сопротивления базовых резисторов ведет к уменьшению частоты мультивибратора и, соответственно, наоборот. Конечно, впаивать конденсаторы разной емкости или резисторы разного сопротивления можно, но лишь на стадии экспериментов. Оперативно частоту меняют переменным резистором R5 в базовых цепях:

Форма графика колебаний мультивибратора называется «меандр»:

Время от начала одного импульса до начала другого – период Т – состоит из:
tи – длительности импульса и tп – длительности паузы.
Отношение S=Т/tи — называется скважностью. Для симметричного мультивибратора S=2.
Величина, обратная скважности называется коэффициентом заполнения D=1/S. Для симметричного мультивибратора D=0,5.
Мультивибратор, схема которого показана ниже, вырабатывает прямоугольные импульсы. Частоту их повторения можно изменять в широких пределах, при этом скважность импульсов остаётся неизменной.

Работа мультивибратора отличается тем, что в моменты времени, когда транзистор VТ1 закрыт, конденсатор С2 разряжается через цепочку, состоящую из диода VD3 и резистора R4, а также через резистор R3. Аналогично, когда закрыт транзистор VТ2, конденсатор С1 разряжается через диод VD2 и резисторы R4 и R5. 
Частоту повторения импульсов можно регулировать в больших пределах, изменяя только сопротивление резистора R4.
Мультивибратор с данными деталей, показанными на схеме, генерирует импульсы с частотой повторения от 140 до 1400 Гц.
В мультивибраторе можно применить диоды Д2В-Д2И, Д9В-Д9Л, и любые маломощные транзисторы со структурой n-р-n или р-n-р. При использовании транзисторов со структурой р-n-р полярность включения всех диодов и источника питания необходимо поменять на обратную.
Если немного изменить включение резистора R7, то пучится мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов:

В зависимости от положения движка резистора R7данный мультивибратор становится несимметричным, и график его колебаний может быть, например, таким:

В одном и другом случаях меняется соотношение Т/tи – меняется скважность. 
Понятно, надеюсь, также и то, что грубо менять скважность можно, установив конденсаторы разной емкости.

5. НЕСИММЕТРИЧНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР на транзисторах разной проводимости:

Несимметричный мультивибратор состоит из усилительного каскада на двух транзисторах, выход которого (коллектор транзистора VT2) соединен с входом (база транзистора VT1) через конденсатор C1. Нагрузкой является резистор R2, с которого снимается сигнал (вместо него может быть включен светодиод, лампочка накаливания или динамик). Транзистор VT1 прямой проводимости (p-n-p типа), открывается при подаче на базу отрицательного относительно эмиттера потенциала. Транзистор VT2 обратной проводимости (n-p-n типа), открывается при подаче на базу положительного относительно эмиттера потенциала.

При включении конденсатор C1 заряжается через резисторы R2 и R1, потенциал базы уменьшается. Когда на базе VT1 возникает отрицательный потенциал, транзистор VT1 открывается, сопротивление коллектор-эмиттер падает. База транзистора VT2 оказывается соединенной с положительным полюсом источника, транзистор VT2 также открывается, ток коллектора растет. В результате через R2 течет ток, конденсатор C1 разряжается через резистор R1 и транзистор VT2. Потенциал базы VT1 возрастает, транзистор VT1 закрывается, вызывая закрывание транзистора VT2. После этого конденсатор C1 снова заряжается, затем разряжается и т.д. Частота генерируемых импульсов обратно пропорциональна времени заряда конденсатора T ~ R1×C. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов растет. При увеличении сопротивления резистора R1 или ёмкости конденсатора С1 частота колебаний уменьшается. 
Реально частоту изменяют, например, так:


6. ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР
Такой мультивибратор генерирует импульсы тока (или напряжения) при подаче на его вход запускающих сигналов от другого источника, например от автоколебательного мультивибратора. Чтобы автоколебательный мультивибратор превратить в мультивибратор ждущий (см. схему из п. 3), надо сделать следующее: конденсатор С2 удалить, а вместо него между коллектором транзистора VT2 и базой транзистора VT1 включить резистор R3; между базой транзистора VT1 и заземленным проводником включить последовательно соединенные элемент на 1,5 В и резистор сопротивлением R5, но так, чтобы с базой соединялся (через R5) положительный полюс элемента; к базовой цепи транзистора VТ1 подключить конденсатор С2, второй вывод которого будет выполнять роль контакта входного управляющего сигнала. Исходное состояние транзистора VТ1 такого мультивибратора — закрытое, транзистора VТ2 — открытое. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора должно быть близким к напряжению источника питания, а на коллекторе открытого транзистора — не превышать 0,2 — 0,3 В. Миллиамперметр (на ток 10-15 мА) включить в коллекторную цепь транзистора V1 и, наблюдая за его стрелкой, включить между контактом УПР сигнал и заземленным проводником, буквально на мгновение, один-два элемента ААА, соединенные последовательно (на схеме GB1). ВНИМАНИЕ: отрицательный полюс этого внешнего электрического сигнала должен подключаться к контакту УПР сигнал. При этом стрелка миллиамперметра должна тут же отклониться до значения наибольшего тока коллекторной цепи транзистора, застыть на некоторое время, а затем вернуться в исходное положение, чтобы ожидать следующего сигнала. Если повторить этот опыт несколько раз, то миллиамперметр при каждом сигнале будет показывать мгновенно возрастающий до 8 — 10 мА и спустя некоторое время, так же мгновенно убывающий почти до нуля коллекторный ток транзистора VТ1. Это одиночные импульсы тока, генерируемые мультивибратором. Даже если батарею GB1 подольше держать подключенной к зажиму УПР сигнал, произойдет то же самое — на выходе мультивибратора появится только один импульс.

Если коснуться вывода базы транзистора VТ1 каким-либо металлическим предметом, взятым в руку, то, возможно, и в этом случае ждущий мультивибратор сработает — от электростатического заряда тела. Можно включить миллиамперметр в коллекторную цепь транзистора VТ2. При подаче управляющего сигнала коллекторный ток этого транзистора должен резко уменьшиться почти до нуля, а затем так же резко увеличиться до значения тока открытого транзистора. Это тоже импульс тока, но отрицательной полярности.
Каков принцип действия ждущего мультивибратора? В таком мультивибраторе связь между коллектором транзистора VТ2 и базой транзистора VТ1 не емкостная, как в автоколебательном, а резистивная — через резистор R3. На базу транзистора VТ2 через резистор R2 подается открывающее его отрицательное напряжение смещения. Транзистор же VТ1 надежно закрыт положительным напряжением элемента G1 на его базе. Такое состояние транзисторов весьма устойчиво. В таком состоянии VT1 может находиться сколько угодно времени. При появлении на базе транзистора VТ1 импульса напряжения отрицательной полярности транзисторы переходят в режим неустойчивого состояния. Под действием входного сигнала транзистор VТ1 открывается, а изменяющееся при этом напряжение на его коллекторе через конденсатор С1 закрывает транзистор VТ2. В таком состоянии транзисторы находятся до тех пор, пока не разрядится конденсатор С1 (через резистор R2 и открытый транзистор VТ1, сопротивление которого в это время мало). Как только конденсатор разрядится, транзистор VТ2 тут же откроется, а транзистор VТ1 закроется. С этого момента мультивибратор вновь оказывается в исходном, устойчивом ждущем режиме. Таким образом, ждущий мультивибратор имеет одно устойчивое и одно неустойчивое состояние. Во время неустойчивого состояния он генерирует один прямоугольный импульс тока (напряжения), длительность которого зависит от емкости конденсатора С1. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больше длительность импульса. Так, например, при емкости конденсатора 50 мкФ мультивибратор генерирует импульс тока длительностью около 1,5 с, а с конденсатором емкостью 150 мкФ — раза в три больше. Через дополнительные конденсаторы — положительные импульсы напряжения можно снимать с выхода 1, а отрицательные с выхода 2. Только ли импульсом отрицательного напряжения, поданным на базу транзистора VТ1, можно вывести мультивибратор из ждущего режима? Нет, не только. Это можно сделать и подачей импульса напряжения положительной полярности, но на базу транзистора VТ2. 
Как практически можно использовать ждущий мультивибратор? По-разному. Например, для преобразования синусоидального напряжения в импульсы напряжения (или тока) прямоугольной формы такой же частоты, или включения на какое-то время другого прибора путем подачи на вход ждущего мультивибратора кратковременного электрического сигнала.

Пример применения ждущего мультивибратора – индикатор максимального числа оборотов.
При обкатке нового автомобиля, число оборотов двигателя не должно превышать в течение определенного времени максимально допустимого значения, рекомендованного заводом-изготовителем.
Для контроля числа оборотов двигателя, можно воспользоваться устройством, собранным по приводимой здесь схеме. В качестве индикатора максимального числа оборотов двигателя использована лампа накаливания.

Основными частями тахометра являются ждущий мультивибратор на транзисторах Т1 и Т2 и триггер Шмитта на транзисторах T5 и Т6. Входной сигнал, поступающий с прерывателя, подается на дифференцирующую цепочку R4C1 (это необходимо для получения импульсов одинаковой длительности). Дальнейшее формирование сигнала выполняет мультивибратор. Диод Д1 не пропускает отрицательные полуволны входного сигнала на базу транзистора Т2. Импульсы, генерируемые мультивибратором, через эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т3, и интегрирующую цепочку R7C3 поступают на триггер Шмитта. Индикаторная лампа Л1, включенная в эмиттерную цепь транзистора T6, загорается только тогда, когда число оборотов двигателя станет больше заранее установленного (с помощью переменного резистора R8).
Калибровку готового прибора можно произвести по образцовому тахометру или по звуковому генератору. Так, например, для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя 1500 об/мин соответствует частота звукового генератора 60 Гц, 3000 об/мин — 100 Гц, 6000 об/мин — 200 Гц и так далее. 
При использовании деталей с данными, которые указаны на схеме, тахометр позволяет регистрировать от 500 до 10000 об/мин. Потребляемый ток — 20 мА.
Транзисторы ВС107 можно заменить на КТ315 с любым буквенным индексом. В качестве диода Д1 можно использовать любой кремниевый диод. Применение германиевых транзисторов и диодов не рекомендуется из-за тяжелого температурного режима.

7. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ МНОГОФАЗНЫЕ
получаются путём добавления усилительных каскадов и ПОС.
Трёхфазный мультивибратор:

Пример с сайта http://www.votshema.ru/324-simmetrichnyy-multivibrator.html

Четрёхфазный мультивибратор требует особых мер для обеспечения стабильности работы:

Пример с сайта http://www. moyashkola.net/krugok/r_begog.htm

8. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Мультивибратор может быть выполнен на логических элементах, например, И-НЕ. Схема возможного варианта, например,  такая:

Функцию активных элементов здесь выполняют логические элементы 2И-НЕ (см. мою статью «МИКРОСХЕМА» на стр. «РАДИОкомпоненты»), включенные инверторами. Благодаря ПОС между выходом DD1.2 и входом DD1.1, а также выходом DD1.1 и входом DD1.2, создаваемым конденсаторами С1 и С2, устройство возбуждается и генерирует электрические импульсы. Частота следования импульсов зависит от номиналов конденсаторов и резисторов R1 и R2. Уменьшив емкости конденсаторов до 1…5 мкФ получим звуковую частоту 500…1000 Гц. Головной телефон надо подключить к одному из выходов мультивибратора через конденсатор емкостью 0,01…0,015 мкФ.
Иногда этот же мультивибратор изображают так:


Мультивибратор может быть выполнен на трёх логических элементах:

Все элементы включены инверторами и соединены последовательно. Времязадающая цепочка образована С1 и R1. В качестве индикатора можно использовать лампочку накаливания. Для плавного изменения частоты вместо R1 следует включить переменный резистор на 1,5 кОм. 

Если ёмкость конденсатора будет 1 мкФ, то частота колебаний станет звуковой.
Как работает такой мультивибратор? После включения какой-то из логических элементов первым примет одно из возможных состояний и тем самым повлияет на состояние других элементов. Пусть это будет элемент DD1.2, который оказался в единичном состоянии. Через элементы DD1.1 и DD1.2 мгновенно заряжается конденсатор, и элемент DD1.1 оказывается в нулевом состоянии. В таком же состоянии оказывается элемент DD1.3, поскольку на его входе логическая 1. Такое состояние неустойчиво, потому что на выходе DD1.3 логический 0, и конденсатор начинает разряжаться через резистор и выходной каскад элемента DD1.3. По мере разрядки положительное напряжение на входе элемента DD1.1 уменьшается. Как только оно станет равным пороговому, этот элемент переключится в единичное состояние, а элемент DD1. 2 – в нулевое. Конденсатор начнет заряжаться через элемент DD1.3 (на его выходе теперь уровень логической 1), резистор и элемент DD1.2. Вскоре напряжение на входе первого элемента превысит пороговое, и все элементы переключатся в противоположные состояния. Так формируются электрические импульсы на выходе мультивибратора – на инверсном выходе элемента DD1.3.
«Трёхэлементный» мультивибратор можно упростить, удалив из него DD1.3:

Работает он аналогично предыдущему. Именно такой мультивибратор чаще всего применяется в различных радиоэлектронных устройствах.

На логических элементах можно сделать и ждущий мультивибратор. Как и предыдущий, он построен на 2-х логических элементах.

Первый DD1.1 используется по своему прямому назначению – как элемент 2И-НЕ. Кнопка SB1 выполняет функцию датчика запускающих сигналов. Для индикации импульсов используется, например, светодиод. Длительность импульсов можно увеличивать, увеличивая ёмкость С1 и сопротивление R1. Вместо R1 можно включить переменный (подстроечный) резистор сопротивлением около 2 кОм (но не более 2,2 кОм) для изменения длительности импульсов в некоторых пределах. Но при сопротивлении менее 100 Ом мультивибратор перестанет работать.
Принцип действия. В начальный момент нижний вывод элемента DD1.1 ни с чем не соединён – на нём уровень логической 1. А для элемента 2И-НЕ этого достаточно, чтобы он оказался в нулевом состоянии. На входе DD1.2 также уровень логического 0, поскольку падение напряжения на резисторе, создаваемое входным током элемента, удерживает входной транзистор элемента в закрытом состоянии. Напряжение логической 1 на выходе этого элемента поддерживает первый элемент в нулевом состоянии. При нажатии кнопки на вход первого элемента подаётся запускающий импульс отрицательной полярности, который переключает элемент DD1.1 в единичное состояние. Возникающий в этот момент скачок положительного напряжения на его выходе передаётся через конденсатор на входы второго элемента и переключает его из единичного состояния в нулевое. Такое состояние элементов остаётся и после окончания действия запускающего импульса. С момента появления положительного импульса на выходе первого элемента начинает заряжаться конденсатор – через выходной каскад этого элемента и резистор. По мере зарядки напряжение на резисторе падает. Как только оно достигнет порогового, второй элемент переключится в единичное состояние, а первый – в нулевое. Конденсатор быстро разрядится через выходной каскад первого элемента и водной каскад второго, и устройство окажется в ждущем режиме.
Следует иметь ввиду, что для нормальной работы мультивибратора длительность запускающего импульса должна быть меньше длительности формируемого.

P.S. Тема «МУЛЬТИВИБРАТОР» является примером творческого подхода к изучению электрических колебаний в курсе школьной физики. И не только. Создание простых схем, моделирование их работы, наблюдение и измерение электрических величин — это выход далеко за рамки обычной школьной физики и информатики. А создание реальных устройств совершенно меняет представление молодых людей о том, что и как можно ИЗУЧАТЬ в школе (терпеть не могу слово «УЧИТЬ»).




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

Генераторы. Виды и типы

В данной статье речь идет о видах и типах генераторов, их классификациях и двух специальных случаях. Данная статья будет полезна тем, кто выбирает себе технику под свои задачи: обладая сведениями о том, что делали другие люди в аналогичных ситуациях, можно ограничнить свой поиск правильным направлением, отметая все тупиковые варианты. Вторая стороная этой медали — значительная экономия средств.

Генератор – это устройство, переводящее механическую энергию вращения ротора в электрическую. Пожалуй, из всего многообразия бензоинструмента это самое универсальное изделие, ограничить сферу применения которого сложно – везде, где применяются электроприборы может быть использован (или востребован в чрезвычайных ситуациях) генератор.

Основное достоинство, предопределившее применение генераторов — это их полная автономность от основных энергетических и генерирующих сетей: электрических, тепловых, газовых, паровых и прочее. По своей мобильности генераторы можно разделить на два вида:

— стационарные, выполненные в виде генераторных станций. Применяются там, где по экономическим соображениям выгоднее генерировать электроэнергию непосредственно у потребителя или перебои в энергоснабжении недопустимы.

— мобильные, выполненные в виде отдельных конструктивно законченных изделий. Такие генераторы легко перевозятся в те места, где требуется быстро организовать надежную генерацию электрического тока для ограниченного числа потребителей. Мобильность генератора определяется его размерами и массой: от генераторов, которые может легко транспортировать один человек, до генераторов, установленных на автомобильные колесные пары.

По продолжительности и режиму работы генераторы разделяются на

— основные, то есть являются постоянным источником электроэнергии. В их роли выступают в основном мощные генераторы с дизельными двигателями. Работают практически без перерывов круглосуточно.

— резервные или аварийные, применяют в основном тогда, когда прекращается энергоснабжение от основных источников электричества. Такие генераторы могут включаться автоматически при отключении тока  основного источника, либо же включаться в ручную. В таком качестве выступают в основном генераторы с бензиновым двигателем. Работают ограниченное время, обычно около 3,5 часов.

По сфере своего применения генераторы можно разделить на

— бытовые: основная задача – обеспечение электроэнергией потребителей в пределах частного владения

— профессиональные: мобильные энергетические установки для обеспечения работы профессионального электрического инструмента

— промышленные: независимая генерация электроэнергии для промышленного потребления – заводы, жилые районы, больницы, стройки, животноводческие комплексы,  морские и воздушные суда и т.д. 

Следует уделить немного внимания такому виду профессиональных генераторов как генераторы со встроенным сварочным аппаратом. Особенность данного вида генератора состоит в их способности выдавать большие тока в момент образования и существования электрической дуги. Если для этих целей использовать обычный генератор и сварочный аппарат, то сварка будет производиться более тонким электродом (в большинстве случаев до 3-4мм), а альтернатор генератора будет постоянно испытывать перегрузки и рано или поздно выйдет из строя. За счет интеграции сварочного аппарата и специально созданного для условий сварки альтернатора в итоге получается  надежный автономный генератор — сварочный аппарат. Сварочные генераторы могут иметь сварочную часть по переменному и постоянному току.

По фазе создаваемого тока генераторы разделяют на однофазные и трехфазные. Сфера применения однофазных генераторов — питание  бытовых приборов, однофазных электроинструментов, освещение и т.д. То есть всех однофазных потребителей тока. Трехфазные генераторы предназначены в первую очередь для питания силового трехфазного оборудования.  Допускается делать разводку трехфазного тока, создаваемого трехфазным генератором, по однофазным потребителям. При этом важно помнить, что если разница в нагрузках на каждую фазу будет большой, то альтернатор генератора быстро выйдет из строя. Поэтому важно доверить работы по проектированию и расчету электроснабжения потребителей профессионалам. Запомните, если к трехфазному генератору подключена трехфазная нагрузка (потребитель), то пользоваться однофазными розетками, установленными на генераторе нельзя.

Среди всего многообразия однофазных потребителей есть такие, которые предъявляют особо строгие требования к качеству электрического тока. Это всевозможные приборы, которые в своей конструкции используют цифровую элементную базу. Под качеством тока понимается его соответствие требованию действующим ГОСТам, то есть 220В 1А 50Гц и отсутствие посторонних токов. Любое отклонение от этих показателей приводит к отказам в работе и выходу из строя цифровых приборов (почему это происходит можно прочитать в статье). Однофазные генераторы помимо тока требуемого номинала генерируют целый спектр токов. Особо опасными среди них являются высокочастотные токи, так как они оказывают губительное действие на электронные компоненты и от них достаточно тяжело избавиться. «Хорошие» генераторы генерируют более узкий спектр побочных токов, «плохие» генераторы более широкий. С целью максимальной минимизации присутствия посторонних токов в спектре вырабатываемого генератором электрического тока были разработаны специальные однофазные генераторы – инверторные генераторы. В этих генераторах дополнительно установлены блоки, которые сначала выпрямляют выработанный альтернатором переменный ток, удаляют скачки и провалы напряжения, а затем из постоянного тока снова делают переменный. Это делает параметры выходного тока значительно более стабильными и не зависящими от подключенных потребителей. Эти генераторы более дорогие, но их можно использовать для питания таких устройств как компьютеры или дорогие плазменные телевизоры без опасения, что они выйдут из строя по причине некачественного энергоснабжения.

Как видим система классификации генераторов, пожалуй, самая большая среди всей бензотехники. Это как раз является следствием  широты сферы из применения. 

Электрогенератор

— конструкция, работа, типы и применение

Электрогенератор был изобретен до того, как была обнаружена взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Эти генераторы используют принципы электростатики для работы с помощью пластин, движущихся лент, которые заряжаются электрически, а также дисков, переносящих заряд к электроду с высоким потенциалом. Генераторы используют два механизма для генерации заряда, такие как трибоэлектрический эффект, иначе электростатическая индукция.Таким образом, он генерирует низкий ток, а также очень высокое напряжение из-за сложности изолирующих машин, а также их неэффективности. Номинальная мощность электростатических генераторов низкая, поэтому они никогда не использовались для выработки электроэнергии. На практике этот генератор используется для питания рентгеновских трубок, а также ускорителей атомных частиц.

Что такое электрический генератор?

Альтернативное название электрического генератора — динамо-машина для передачи, а также распределения энергии по линиям электропередач для различных применений, таких как домашнее, промышленное, коммерческое и т. Д.Они также применимы в самолетах, автомобилях, поездах, кораблях для выработки электроэнергии. Для электрического генератора механическая мощность может быть получена через вращающийся вал, который эквивалентен крутящему моменту вала, который умножается с использованием угловой скорости или скорости вращения.

Механическая энергия может быть получена с помощью различных источников, таких как гидравлические турбины на водопадах / плотинах; паровые турбины, газовые турбины и ветряные турбины, где пар может генерироваться за счет тепла от воспламенения ископаемого топлива, иначе — за счет ядерного деления.Газовые турбины могут сжигать газ непосредственно внутри турбины, в противном случае — дизельные двигатели и бензин. Конструкция генератора, а также его скорость могут изменяться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Генератор — это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Он работает по принципу закона Фарадея электромагнитной индукции. Закон Фарадея гласит, что всякий раз, когда проводник помещается в переменное магнитное поле, индуцируется ЭДС, и эта индуцированная ЭДС равна скорости изменения потоковых связей.Эта ЭДС может возникать при изменении относительного пространства или относительного времени между проводником и магнитным полем. Итак, важными элементами генератора являются:

• Магнитное поле
• Движение проводника в магнитном поле

Характеристики

Основные характеристики электрических генераторов включают следующее.

Мощность

Выходная мощность электрогенератора находится в широком диапазоне.Выбрав идеальный генератор, можно легко удовлетворить требования высокой и низкой мощности за счет одинаковой выходной мощности.

Топливо

Для электрогенераторов доступны несколько вариантов топлива, таких как бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, природный газ.

Портативность

Электрические генераторы портативны, потому что они имеют ручки и колеса. Таким образом, их можно легко перемещать из одного места в другое.

Шум

В некоторых генераторах используется технология шумоподавления, позволяющая снизить шумовое загрязнение.

Конструкция электрогенератора

Конструкция электрогенератора может быть выполнена с использованием различных частей, таких как генератор переменного тока, топливная система, регулятор напряжения, система охлаждения и выпуска, система смазки, зарядное устройство, панель управления, рама или основной узел.

Генератор

Преобразование энергии, которое происходит в генераторе, известно как генератор переменного тока. Это включает в себя как неподвижные, так и движущиеся части, которые работают вместе, чтобы генерировать электромагнитное поле, а также поток электронов для выработки электричества.

Топливная система

Топливная система в генераторе используется для выработки необходимой энергии. Эта система состоит из топливного насоса, топливного бака, возвратного патрубка и патрубка, который используется для соединения двигателя и бака. Топливный фильтр используется для удаления мусора до того, как он достигнет двигателя, а форсунка заставляет топливо течь в камеру сгорания.

Двигатель

Основная функция двигателя — подавать электроэнергию в генератор. Диапазон мощности, вырабатываемой генератором, может определяться мощностью двигателя.

Регулятор напряжения

Этот компонент используется для управления напряжением вырабатываемого электричества. При необходимости он также преобразует электричество переменного тока в постоянный.

Системы охлаждения и выхлопа

Обычно генераторы выделяют много тепла, поэтому для уменьшения тепла от перегрева машины используется система охлаждения. Выхлопная система используется для устранения дыма во время ее работы.

Система смазки

В генераторе есть несколько небольших, а также движущихся частей, которые необходимы для их достаточной смазки с использованием моторного масла, чтобы обеспечить плавную работу, а также защитить от чрезмерного износа.Уровни смазки следует часто проверять каждые 8 ​​часов процесса.

Зарядное устройство для аккумуляторов

Аккумуляторы в основном используются для питания генератора. Это полностью автоматический компонент, который используется для обеспечения готовности батареи к работе в случае необходимости, обеспечивая ее стабильным низким напряжением.

Панель управления

Панель управления используется для управления всеми функциями генератора во время работы от начала до конца. Современные устройства способны определять, когда генератор автоматически включается / выключается.

Рама / основной узел

Рама — это корпус генератора, и это часть, в которой конструкция удерживает все это на месте.

Работа электрогенератора

Генераторы в основном представляют собой катушки электрических проводников, обычно медных проводов, которые плотно намотаны на металлический сердечник и установлены с возможностью поворота внутри экспоната из больших магнитов. Электрический проводник движется через магнитное поле, магнетизм будет взаимодействовать с электронами в проводнике, чтобы вызвать поток электрического тока внутри него.

Электрический генератор

Проводящая катушка и ее сердечник называются якорем, соединяя якорь с валом механического источника энергии, например двигателя, медный проводник может вращаться с исключительно повышенной скоростью над магнитным полем.

Точка, когда якорь генератора сначала начинает вращаться, а затем в железных полюсных наконечниках возникает слабое магнитное поле. Когда якорь вращается, он начинает повышать напряжение. Часть этого напряжения подается на обмотки возбуждения через регулятор генератора.Это впечатляющее напряжение создает более сильный ток обмотки, увеличивает силу магнитного поля.

Расширенное поле создает большее напряжение в якоре. Это, в свою очередь, увеличивает ток в обмотках возбуждения, что приводит к более высокому напряжению якоря. В это время признаки обуви зависели от направления протекания тока в обмотке возбуждения. Противоположные знаки заставят ток течь в неправильном направлении.

Как электрический генератор вырабатывает электричество?

На самом деле электрические генераторы не производят электричество; вместо создания они меняют энергию с механической на электрическую или с химической на электрическую.Это преобразование энергии может быть выполнено путем захвата энергии движения и преобразования ее в электрическую форму путем выталкивания электронов из внешнего источника с помощью электрической цепи. Электрогенератор в основном работает в обратном направлении от двигателя.

Некоторые генераторы, которые используются на плотине Гувера, будут обеспечивать огромное количество энергии за счет передачи энергии, создаваемой турбинами. Генераторы, которые используются как в коммерческих, так и в жилых помещениях, очень малы по размеру, но для выработки механической энергии они зависят от различных источников топлива, таких как газ, дизельное топливо, а также пропан.

Эту мощность можно использовать в цепи для индукции тока.
После того, как этот ток создан, он направляется с помощью медных проводов для питания внешних устройств, в противном случае — машин целых электрических систем.

Существующие генераторы используют принцип электромагнитной индукции Майкла Фарадея, потому что он обнаружил, что когда проводник вращается в магнитном поле, могут образовываться электрические заряды, создающие ток. Электрический генератор связан с тем, как водяной насос нагнетает воду по трубе.

Типы электрогенераторов

Генераторы классифицируются по типам.

• Генераторы переменного тока
• Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Их также называют генераторами переменного тока. Это наиболее важный способ производства электроэнергии во многих местах, поскольку в настоящее время все потребители используют переменный ток. Он работает по принципу электромагнитной индукции. Они бывают двух типов: индукционный генератор и синхронный генератор.

Индукционный генератор не требует отдельного возбуждения постоянного тока, регулятора, регулятора частоты или регулятора. Эта концепция имеет место, когда катушки проводника вращаются в магнитном поле, вызывая ток и напряжение. Генераторы должны работать с постоянной скоростью, чтобы обеспечить стабильное напряжение переменного тока даже при отсутствии нагрузки.

Генератор переменного тока

Синхронные генераторы — это генераторы большого размера, которые в основном используются на электростанциях. Это может быть тип вращающегося поля или тип вращающегося якоря.У вращающегося якоря якорь находится у ротора, а поле у ​​статора. Ток якоря ротора снимается через контактные кольца и щетки. Они ограничены из-за высоких ветровых потерь. Они используются для приложений с низкой выходной мощностью. Генератор переменного тока с вращающимся полем широко используется из-за его высокой мощности выработки и отсутствия контактных колец и щеток.

Это могут быть трехфазные или двухфазные генераторы. Двухфазный генератор вырабатывает два совершенно разных напряжения.Каждое напряжение можно рассматривать как однофазное напряжение. Каждый из них генерирует напряжение, полностью независимое от другого. Трехфазный генератор переменного тока имеет три однофазные обмотки, разнесенные таким образом, что индуцированное напряжение в любой одной фазе смещается на 120º относительно двух других.

Могут быть подключены как треугольником, так и звездой. В Delta Connection каждый конец катушки соединен вместе, образуя замкнутый контур. Дельта-соединение выглядит как греческая буква дельта (Δ). При соединении звездой один конец каждой катушки соединен вместе, а другой конец каждой катушки оставлен открытым для внешних соединений.Соединение «звезда» обозначается буквой Y.

Эти генераторы комплектуются двигателем или турбиной, которые могут использоваться в качестве мотор-генераторной установки и использоваться в таких приложениях, как военно-морской флот, добыча нефти и газа, горнодобывающая техника, ветряные электростанции и т. Д.

Преимущества

К преимуществам генераторов переменного тока можно отнести следующее.

• Эти генераторы обычно не требуют технического обслуживания из-за отсутствия щеток.
• Легко повышать и понижать через трансформаторы.
• Размер линии передачи может быть меньше из-за функции повышения
• Размер генератора относительно меньше, чем у машины постоянного тока
• Потери относительно меньше, чем у машины постоянного тока
• Эти выключатели генератора относительно меньше, чем выключатели постоянного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы постоянного тока обычно используются в автономных системах. Эти генераторы обеспечивают бесперебойную подачу питания непосредственно в устройства хранения электроэнергии и электрические сети постоянного тока без использования нового оборудования.Сохраненная мощность передается нагрузкам через преобразователи постоянного тока в переменный. Генераторами постоянного тока можно было управлять обратно на неподвижную скорость, поскольку батареи имеют тенденцию стимулировать восстановление значительно большего количества топлива.

Генератор постоянного тока

Классификация генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока классифицируются в зависимости от того, как их магнитное поле создается в статоре машины.

• Генераторы постоянного тока с постоянным магнитом
• Генераторы постоянного тока с раздельным возбуждением и
• Генераторы постоянного тока с самовозбуждением.

Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами не требуют возбуждения внешнего поля, поскольку они имеют постоянные магниты для создания магнитного потока. Они используются для приложений с низким энергопотреблением, таких как динамо-машины. Генераторы постоянного тока с раздельным возбуждением требуют возбуждения внешнего поля для создания магнитного потока. Мы также можем варьировать возбуждение, чтобы получить переменную выходную мощность.

Используются для гальваники и электрорафинирования. Из-за остаточного магнетизма, присутствующего в полюсах статора, генераторы постоянного тока с самовозбуждением могут создавать собственное магнитное поле после запуска.Они просты по конструкции и не нуждаются во внешней цепи для изменения возбуждения поля. Эти генераторы постоянного тока с самовозбуждением делятся на шунтовые, последовательные и составные генераторы.

Они используются в таких приложениях, как зарядка аккумуляторов, сварка, обычное освещение и т. Д.

Преимущества

К преимуществам генератора постоянного тока относятся следующие.

• В основном машины постоянного тока обладают большим разнообразием рабочих характеристик, которые могут быть получены путем выбора метода возбуждения обмоток возбуждения.
• Выходное напряжение можно сгладить, регулярно располагая катушки вокруг якоря. Это приводит к меньшему количеству колебаний, что желательно для некоторых приложений в установившемся режиме.
• Нет необходимости в экранировании излучения, поэтому стоимость кабеля будет ниже по сравнению с кабелем переменного тока.

Другие типы электрических генераторов

Генераторы подразделяются на различные типы, такие как переносные, резервные и инверторные.

Переносной генератор

Они широко используются в различных приложениях и доступны в различных конфигурациях с изменением мощности.Они полезны при обычных бедствиях после выхода из строя электросети. Они используются в жилых, небольших коммерческих учреждениях, таких как магазины, торговые точки, на стройплощадках, чтобы обеспечивать электроэнергией небольшие инструменты, свадьбы на открытом воздухе, кемпинги, мероприятия на открытом воздухе и обеспечивать питание сельскохозяйственных устройств, таких как скважины, или системы капельного орошения.

Генераторы этого типа работают на дизельном топливе, в противном случае — на газе, для обеспечения кратковременной электроэнергии. Основные характеристики портативного генератора:

• Он проводит электричество с помощью двигателя внутреннего сгорания.
• Может подключаться к разным инструментам и приборам через розетки.
• Может быть подключен к субпанелям.
• Применяется в отдаленных районах.
• Он потребляет меньше энергии для работы морозильной камеры, телевизора и холодильника.
• Скорость двигателя должна быть 3600 об / мин, чтобы выдавать типичный ток с частотой 60 Гц.
• Обороты двигателя можно контролировать с помощью оператора.
• Он обеспечивает питание осветительных приборов, а также инструменты.

Инверторный генератор

В этом типе генератора используется двигатель, подключенный к генератору переменного тока для выработки электроэнергии переменного тока. выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный.Они используются в холодильниках, кондиционерах, лодочных автомобилях, которые требуют значений определенной частоты, а также напряжения. Они доступны в менее тяжелых и твердых. Характеристики этого генератора в основном включают следующее.

• Это зависит от современных магнитов.
• Использует более высокие электронные схемы.
• Он использует 3 фазы для выработки электроэнергии.
• Обеспечивает стабильную подачу тока на устройство.
• Он энергоэффективен, поскольку скорость двигателя регулируется в зависимости от требуемой мощности.
• При использовании с соответствующим устройством его переменный ток может быть установлен на любое напряжение и частоту.
• Они легкие и используются в автомобиле, лодке и т. Д.

Резервный генератор

Это один из видов электрической системы, которая используется для работы через автоматический переключатель резерва, который дает сигнал для включения устройства. потеря. К лучшим характеристикам резервного генератора можно отнести следующее.

• Операция может выполняться автоматически.
• Используется в системах безопасности для резервного освещения, лифтов, оборудования жизнеобеспечения, медицинских и противопожарных систем.
• Обеспечивает стабильную защиту электропитания.
• Постоянно контролирует энергоснабжение.
• Каждую неделю автоматически выполняет самотестирование, чтобы проверить, правильно ли реагирует или нет на потерю электропитания.
• Он состоит из двух компонентов, таких как автоматический переключатель и резервный генератор.
• Он обнаруживает потерю мощности за секунды и увеличивает электроэнергию.
• Он работает с использованием природного газа или жидкого пропана.
• Внутри используется двигатель внутреннего сгорания.

Промышленные генераторы

Промышленные генераторы отличаются от коммерческих и жилых помещений. Они прочные и прочные, которые работают в суровых условиях. Характеристики источника питания будут варьироваться от 20 кВт до 2500 кВт, 120-48 В и от 1-фазного до 3-х фазного питания.

Обычно они более индивидуализированы по сравнению с другими типами. Классификация этих генераторов может быть сделана на основе топлива, используемого для работы двигателя, чтобы можно было вырабатывать электроэнергию.В качестве топлива используется природный газ, дизельное топливо, бензин, пропан и керосин.

Индукционные генераторы

Эти генераторы бывают двух типов, например, с самовозбуждением и с внешним возбуждением. Самовозбуждающиеся используются в ветряных мельницах, где ветер используется как нетрадиционный источник энергии, который преобразуется в электрическую энергию. Внешнее возбуждение используется в приложениях с рекуперативным торможением, таких как краны, подъемники, электровозы и лифты.

Техническое обслуживание электрогенератора

Техническое обслуживание электрогенератора во многом аналогично техническому обслуживанию всех типов двигателей.Для каждого производителя очень важно знать, как обслуживаются все генераторы. Нормальное техническое обслуживание — это общий осмотр, такой как проверка на утечки, уровни охлаждающей жидкости, проверка шлангов и ремней, кабелей и клемм аккумулятора. Важно проверять масло, чтобы его часто менять. Частота замены масла в основном зависит от производителя, от того, как часто оно используется. Если в генераторе используется дизельное топливо, необходимо заменить масло на 100 часов работы.

Один раз в год фильтрация и очистка топлива очень быстро ухудшают качество дизельного топлива.После нескольких дней эксплуатации это топливо может разлагаться из-за загрязнения воды и микробов, что приводит к засорению топливопроводов, а также фильтров. При очистке топлива используются биоциды в год во всех типах генераторов, за исключением резервного генератора, где он будет притягивать сырость.

Систему охлаждения следует обслуживать, потому что она требует проверки уровня охлаждающей жидкости через доступные интервалы во время простоя.

Необходимо проверить уровень заряда батареи, поскольку проблемы с батареей могут вызвать сбои.Регулярное тестирование необходимо для определения текущего состояния батареи. Он включает в себя проверку уровней электролита, а также точную плотность электрических батарей.

Также очень важно отключать генератор на 30 минут еженедельно под нагрузкой. Удалите излишки влаги, смажьте двигатель и отфильтруйте топливо, а также фольгу. Если какие-либо подвижные части, обнаруженные где-либо на генераторе, должны быть стабильно расположены внутри.

Для дальнейшего осмотра, нужно вести записи, чтобы знать состояние вашего генератора.

Приложения

К применениям электрогенераторов относятся следующие.

• В разных городах генераторы обеспечивают питание большинства электросетей
• Они используются на транспорте
• Малые генераторы служат отличным резервом для удовлетворения потребностей домашних хозяйств в электроснабжении, в противном случае малые предприятия
• Они используются для привода электродвигателей
• Используются перед подачей электроэнергии на строительных площадках.
• Используются в лабораториях для определения диапазона напряжения.
• Энергоэффективность, например, использование топлива, может быть значительно снижено

Недостатки

Главный недостаток — они не могут остановить сильные колебания напряжения, по этой причине, обычные генераторы не подходят для работы с потребителями, чувствительными к напряжению, такими как ПК. ноутбуки, телевизоры или музыкальные системы, потому что они могут повредить их в плохом случае.

Итак, это все об электрическом генераторе.Электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции. Этот принцип был открыт Майклом Фарадеем. В основном генераторы представляют собой катушки с электрическими проводниками или медную проволоку. Этот провод плотно наматывается на металлический сердечник и помещается примерно так, чтобы вращаться в экспонате из больших магнитов.

Электрический проводник вращается в магнитном поле, и магнетизм соединяется через электроны внутри проводника, вызывая в нем ток. Здесь катушка проводника, а также ее сердечник называются якорем.Он подключен к валу источника питания. Теперь вы четко разобрались в принципах работы и типах генераторов. Кроме того, любые дополнительные вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам оставляйте комментарии ниже.

Электрический генератор Источник изображения: topalternative

Конструкция, принцип работы, типы и применение

Первоначальный электромагнитный генератор (диск Фарадея) был изобретен британским ученым Майклом Фарадеем в 1831 году.Генератор постоянного тока — это электрическое устройство, используемое для выработки электроэнергии. Основная функция этого устройства — преобразовывать механическую энергию в электрическую. Доступно несколько типов механических источников энергии, таких как ручные кривошипы, двигатели внутреннего сгорания, водяные турбины , газовые и паровые турбины. Генератор обеспечивает энергией все электрические сети . Обратную функцию генератора может выполнять электродвигатель. Основная функция двигателя — преобразование электрической энергии в механическую.Двигатели, как и генераторы, имеют схожие характеристики. В этой статье обсуждается обзор генераторов постоянного тока.

Что такое генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока или генератор постоянного тока — это один из видов электрических машин, и основная функция этой машины — преобразовывать механическую энергию в электричество постоянного тока (постоянного тока). В процессе изменения энергии используется принцип энергетически индуцированной электродвижущей силы. Схема генератора постоянного тока показана ниже.


Генератор постоянного тока

Когда проводник рассекает магнитный поток , в нем будет генерироваться электрически индуцированная электродвижущая сила, основанная на принципе электромагнитной индукции Закона Фарадея . Эта электродвижущая сила может вызвать протекание тока, когда цепь проводника не разомкнута.

Конструкция

Генератор постоянного тока также используется в качестве двигателя постоянного тока без изменения его конструкции. Следовательно, двигатель постоянного тока, иначе генератор постоянного тока, можно вообще назвать машиной постоянного тока . Конструкция 4-полюсного генератора постоянного тока показана ниже. Этот генератор состоит из нескольких частей , таких как ярмо, полюса и полюсные наконечники, обмотка возбуждения, сердечник якоря, обмотка якоря, коммутатор и щетки. Но двумя основными частями этого устройства являются статор и ротор .

Статор

Статор является важной частью генератора постоянного тока, и его основная функция заключается в создании магнитных полей, в которых вращаются катушки.Сюда входят стабильные магниты, два из которых обращены противоположными полюсами. Эти магниты расположены в области ротора.

Сердечник ротора или якоря

Сердечник ротора или якоря — вторая важная часть генератора постоянного тока, и он включает в себя железные пластинки с прорезями и пазами, которые уложены друг на друга для формирования цилиндрического сердечника якоря . Как правило, эти пластинки предлагаются для уменьшения потерь из-за вихревого тока .




Обмотки якоря

Пазы сердечника якоря в основном используются для удержания обмоток якоря. Они имеют форму замкнутой обмотки, и они соединены последовательно с параллелью для увеличения суммы производимого тока.

Ярмо

Внешняя конструкция генератора постоянного тока представляет собой ярмо, и оно выполнено из чугуна или стали. Он дает необходимую механическую мощность для передачи магнитного потока , передаваемого через полюса.

Полюса

Они в основном используются для удержания обмоток возбуждения. Обычно эти обмотки намотаны на полюса, и они подключаются последовательно, иначе параллельно обмоткам якоря . Кроме того, полюса будут соединяться по направлению к ярму с помощью метода сварки, в противном случае с помощью винтов.

Полюсный башмак

Полюсный башмак в основном используется для распределения магнитного потока, а также для предотвращения падения катушки возбуждения.

Коммутатор

Коммутатор работает как выпрямитель для изменения переменного напряжения на постоянного напряжения внутри обмотки якоря и между щетками. Он разработан с медным сегментом, и каждый медный сегмент защищен друг от друга с помощью листов слюды . Он расположен на валу станка. Коммутатор

в генераторе постоянного тока

Функция коммутатора генератора постоянного тока

Основная функция коммутатора в генераторе постоянного тока состоит в изменении переменного тока на постоянный.Он действует как реверсивный переключатель, и его роль в генераторе обсуждается ниже.

ЭДС, наводимая в катушке якоря генератора, является переменной. Таким образом, ток в катушке якоря также может быть переменным. Этот ток можно реверсировать через коммутатор в точный момент, когда катушка якоря пересекает магнитную несмещенную ось. Таким образом, нагрузка достигает постоянного или однонаправленного тока.

Коммутатор гарантирует, что ток от генератора всегда будет течь в одном направлении.Щетки будут обеспечивать качественные электрические соединения между генератором и нагрузкой, перемещаясь по коммутатору.

Щетки

С помощью щеток можно обеспечить электрические соединения между коммутатором , а также внешней цепью нагрузки.

Принцип работы

Принцип работы генератора постоянного тока основан на законах Фарадея электромагнитной индукции . Когда проводник находится в нестабильном магнитном поле, внутри проводника индуцируется электродвижущая сила.Величина наведенной ЭДС может быть измерена с помощью уравнения электродвижущей силы генератора .

Если проводник находится на замкнутой полосе, индуцируемый ток будет течь по дорожке. В этом генераторе катушки возбуждения создают электромагнитное поле, а проводники якоря превращаются в поле. Следовательно, в проводниках якоря будет генерироваться электромагнитно индуцированная электродвижущая сила (ЭДС). Путь наведенного тока будет определяться правилом правой руки Флеминга.

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока согласно законам электромагнитной индукции Фарадея равно Eg = PØZN / 60 A

Где Φ —

поток или полюс в пределах Webber

‘- общее количество проводников якоря

‘ P ‘- количество полюсов в генераторе

‘ A ‘- количество параллельных дорожек внутри якоря

‘ N ‘- это вращение якоря в об / мин (обороты в минуту)

‘E’ — индуцированное e.mf на любой параллельной полосе внутри якоря

‘Eg’ — это сгенерированная ЭДС в любой из параллельных полос

‘N ​​/ 60’ — количество оборотов в секунду

Время одного поворота будет dt = 60 / N sec

Типы генераторов постоянного тока

Классификация генераторов постоянного тока может быть сделана по двум наиболее важным категориям, а именно: отдельно возбужденные, а также самовозбуждающиеся.

Типы генераторов постоянного тока

С раздельным возбуждением

В типах с раздельным возбуждением катушки возбуждения усилены автономным внешним источником постоянного тока.

Самовозбуждение

В самовозбуждающемся типе катушки возбуждения усиливаются за счет генерируемого тока генератором. Генерация первой электродвижущей силы будет происходить из-за ее выдающегося магнетизма в полюсах поля.

Произведенная электродвижущая сила вызовет подачу части тока в катушки возбуждения, что, следовательно, увеличит поток поля, а также генерацию электродвижущей силы. Кроме того, эти типы генераторов постоянного тока можно разделить на три типа, а именно с последовательной обмоткой, шунтирующей обмоткой и составной обмоткой.

• При последовательной намотке обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно друг с другом.
• При шунтовой обмотке обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены параллельно друг другу.
• Составная обмотка представляет собой смесь последовательной и параллельной обмоток.

КПД генератора постоянного тока

Генераторы постоянного тока очень надежны с показателями КПД 85-95%

Считайте, что выходной сигнал генератора равен VI

Входной сигнал генератора равен VI + потери

Вход = VI + I2aRa + Wc

Если ток возбуждения шунта незначительный, то Ia = I (приблизительно)

После этого n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)

Для наивысшего КПД d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0, в противном случае I2ra = wc

Следовательно, КПД будет максимальным, если переменные потери эквивалентны постоянным потерям

Ток нагрузки, эквивалентный наивысшему КПД, равен I2ra = wc в противном случае I = √wc / ra

Потери в генераторе постоянного тока

На рынке доступны различные типы машин, в которых общая входная энергия не может быть преобразована в выходную из-за потерь входной энергии.В генераторах этого типа могут возникать разные потери.

Потери в меди

Потери в меди якоря (Ia2Ra), где ток якоря равен «Ia», а сопротивление якоря — «Ra». Для генераторов, таких как шунтирующие, потери в меди эквивалентны Ish3Rsh, что почти стабильно. Для генераторов с последовательной обмоткой потери в меди в поле эквивалентны Ise2 Rse, что также почти стабильно. Для генераторов, таких как составная обмотка, потери в меди в поле аналогичны Icomp2 Rcomp, которые также почти стабильны.При полной нагрузке потери в меди происходят на 20-30% из-за контакта щеток.

Сердечник, железо, или магнитные потери

Потери в сердечнике можно классифицировать на два типа, например, на гистерезис и вихревой ток.

Потери на гистерезисе

Эти потери в основном возникают из-за реверсирования сердечника якоря. Каждая часть сердечника ротора проходит под двумя полюсами, такими как север и юг поочередно, и соответственно достигает полярности S и N. Когда ядро ​​подает напряжение ниже одного набора полюсов, ядро ​​завершает одну серию смены частоты.Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о том, что такое гистерезисные потери: факторы и их применение

Потери на вихревые токи

Сердечник якоря сокращает магнитный поток на протяжении всего своего вращения, и ЭДС может индуцироваться внутри сердечника за пределами сердечника в зависимости от Согласно законам электромагнитной индукции, эта ЭДС чрезвычайно мала, однако она создает большой ток на поверхности сердечника. Этот огромный ток известен как вихревой ток, тогда как потери называются потерями на вихревые токи.

Потери в сердечнике стабильны для составных и шунтирующих генераторов, так как их токи возбуждения почти стабильны. Эти потери в основном происходят от 20% до 30% при полной нагрузке.

Механические потери

Механические потери могут быть определены как потери на трение воздуха вращающегося якоря или потери на ветер. Потери на трение в основном возникают от 10% до 20% потерь полной нагрузки в подшипниках и коммутаторе.

Паразитные потери

Паразитные потери в основном возникают из-за сочетания потерь в сердечнике и механических потерь.Эти потери также называются вращательными потерями.

Разница между генераторами переменного и постоянного тока

Прежде чем мы сможем обсудить разницу между генераторами переменного и постоянного тока, мы должны знать концепцию генераторов. Как правило, генераторы делятся на два типа, например, переменного и постоянного тока. Основная функция этих генераторов — изменение мощности с механической на электрическую. Генератор переменного тока генерирует переменный ток, тогда как генератор постоянного тока генерирует постоянную энергию.

Оба генератора используют закон Фарадея для выработки электроэнергии.Этот закон гласит, что когда проводник перемещается в магнитном поле, он разрезает магнитные силовые линии, чтобы стимулировать ЭДС или электромагнитную силу внутри проводника. Величина этой наведенной ЭДС в основном зависит от силовой связи магнитной линии через проводник. Как только цепь проводника замкнута, ЭДС может вызвать протекание тока. Основными частями генератора постоянного тока являются магнитное поле и проводники, которые движутся в магнитном поле.

Основные различия между генераторами переменного и постоянного тока — одна из самых важных электрических тем.Эти различия могут помочь студентам изучить эту тему, но перед этим следует знать о генераторах переменного тока, а также генераторах постоянного тока во всех деталях, чтобы различия были очень просты для понимания. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о разнице между генераторами переменного и постоянного тока.

Характеристики

Характеристика генератора постоянного тока может быть определена как графическое представление между двумя отдельными величинами. Этот график покажет установившиеся характеристики, которые объясняют основную взаимосвязь между напряжением на клеммах, нагрузкой и возбуждением через этот график.Ниже рассмотрены наиболее важные характеристики этого генератора.

Характеристики намагничивания

Характеристики намагничивания обеспечивают разность производимого напряжения в противном случае напряжение холостого хода через ток возбуждения при стабильной скорости. Этот вид характеристики также известен как характеристика холостого хода разомкнутой цепи.

Внутренние характеристики

Внутренние характеристики генератора постоянного тока могут быть нанесены на график между током нагрузки и генерируемым напряжением.

Внешние характеристики или характеристики нагрузки

Характеристики нагрузки или внешнего типа обеспечивают основные взаимосвязи между током нагрузки, а также напряжением на клеммах при стабильной скорости.

Преимущества

Преимущества a генератора постоянного тока включают следующее.

• Генераторы постоянного тока генерируют большую мощность.
• Конечная нагрузка этих генераторов высока.
• Генераторы постоянного тока проектируются очень просто.
• Они используются для генерации неравномерной выходной мощности.
• Они полностью соответствуют 85-95% рейтингу эффективности.
• Они дают надежный результат.
• Они легкие и компактные.

Недостатки

К недостаткам генератора постоянного тока можно отнести следующее.

• Генератор постоянного тока не может использоваться с трансформатором
• Эффективность этого генератора низкая из-за многих потерь, таких как медные, механические, вихревые и т. Д.
• Падение напряжения может происходить на больших расстояниях
• Он использует разъемное кольцо коммутатор, что усложняет конструкцию машины
• Дорого
• Требует обслуживания
• Искры будут генерироваться при выработке энергии
• Больше энергии будет потеряно при передаче

Применения генераторов постоянного тока

Применение различных типов постоянного тока генераторы включают следующее.

• Генератор постоянного тока с раздельным возбуждением используется для повышения напряжения, а также для гальваники . Он используется для питания и освещения с помощью регулятора поля .
• Самовозбуждающийся генератор постоянного тока или шунтирующий генератор постоянного тока используется для питания, а также для обычного освещения с использованием регулятора. Может использоваться для аккумуляторного освещения.
• Генератор постоянного тока серии используется в дуговых лампах для освещения, генератора стабильного тока и усилителя.
• Составной генератор постоянного тока используется для обеспечения источника питания для сварочных аппаратов постоянного тока.
• Составной генератор постоянного тока уровня используется для электроснабжения общежитий, коттеджей, офисов и т. Д.
• Генератор постоянного тока над комплексом используется для компенсации падения напряжения в фидерах.

Таким образом, это все про генератор постоянного тока . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что основные преимущества генераторов постоянного тока включают простую конструкцию и дизайн, простую параллельную работу и проблемы стабильности системы в меньшей степени, чем генераторы переменного тока.Вот вам вопрос, каковы недостатки генераторов постоянного тока?

Типы генераторов постоянного тока с раздельным возбуждением и самовозбуждением

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Магнитный поток в машине постоянного тока создается катушками возбуждения, по которым проходит ток. Циркулирующий ток в обмотках возбуждения создает магнитный поток, и это явление известно как Возбуждение .

Генераторы постоянного тока

классифицируются по способам возбуждения их поля.

По возбуждению генераторы постоянного тока классифицируются как генераторы постоянного тока с отдельным возбуждением и генераторы постоянного тока с самовозбуждением. Существует также Генераторы постоянного тока с постоянным магнитом .

Генераторы постоянного тока с самовозбуждением далее классифицируются как Генераторы постоянного тока с шунтовой обмоткой ; серии генераторов постоянного тока и составных генераторов постоянного тока.

Генераторы постоянного тока с комбинированной обмоткой подразделяются на генераторы постоянного тока с длинной шунтовой обмоткой и генераторы постоянного тока с короткой обмоткой.

Полюс возбуждения генератора постоянного тока неподвижен, а провод якоря вращается. Напряжение, генерируемое в проводе якоря, имеет переменный характер, и это напряжение преобразуется в постоянное напряжение на щетках с помощью коммутатора.

В комплекте:

Подробное описание различных типов генераторов поясняется ниже.


Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

В этом типе генератора постоянного тока нет обмотки возбуждения, размещенной вокруг полюсов.Поле, создаваемое полюсами этих машин, остается постоянным. Хотя эти машины очень компактны, но используются только в небольших размерах, таких как динамо-машины в мотоциклах и т. Д.

Основным недостатком этих машин является то, что магнитный поток, создаваемый магнитами, со временем ухудшается, что изменяет характеристики машины.


Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Генератор постоянного тока, обмотка или катушка которого возбуждается от отдельного или внешнего источника постоянного тока, называется генератором постоянного тока с отдельным возбуждением.Поток, создаваемый полюсами, зависит от тока поля в ненасыщенной области магнитного материала полюсов. т.е. поток прямо пропорционален току возбуждения. Но в насыщенной области поток остается постоянным.

Рисунок самовозбуждающегося генератора постоянного тока показан ниже:

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Здесь,

I _a = I _L , где I _a — ток якоря, а I _L — линейный ток.

Напряжение на клеммах определяется как:

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

Развиваемая мощность определяется уравнением, показанным ниже:

Выходная мощность определяется уравнением (4), приведенным выше.


Генератор постоянного тока с самовозбуждением

Самовозбуждающийся Генератор постоянного тока — это устройство, в котором ток на обмотку возбуждения подается самим генератором.В самовозбуждающемся генераторе постоянного тока катушки возбуждения могут быть подключены параллельно якорю последовательно, или он может быть включен частично последовательно и частично параллельно обмоткам якоря.

Генератор постоянного тока с самовозбуждением дополнительно классифицируется как


Генератор шунтирующих обмоток

В генераторе с шунтирующей обмоткой, обмотка возбуждения подключена поперек обмотки якоря, образуя параллельную или шунтирующую цепь. Следовательно, на него подается полное напряжение на клеммах.Через него протекает очень небольшой ток возбуждения I _sh , потому что эта обмотка имеет много витков тонкой проволоки с очень высоким сопротивлением R _sh порядка 100 Ом.

Схема подключения шунтирующего генератора представлена ​​ниже:

Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой

Ток возбуждения шунта определяется как:

Где R _sh — сопротивление шунтирующей обмотки возбуждения.

Поле тока I _sh практически постоянно при всех нагрузках.Следовательно, шунтирующая машина постоянного тока считается машиной с постоянным магнитным потоком.

Ток якоря определяется как:

Напряжение на клеммах определяется уравнением, показанным ниже:

Если учитывать падение на щеточном контакте, уравнение напряжения на клеммах становится




Генератор обмоток серии

Генератор с последовательной обмоткой Катушки возбуждения включены последовательно с обмоткой якоря. По последовательной обмотке возбуждения проходит ток якоря.

Обмотка последовательного возбуждения состоит из нескольких витков толстой проволоки с большим поперечным сечением и низким сопротивлением, обычно порядка менее 1 Ом, поскольку ток якоря имеет очень большое значение.

Его конвекционная диаграмма показана ниже:

Генератор постоянного тока серии
Ток возбуждения серии

определяется как:

R _se известен как сопротивление последовательной обмотки возбуждения.

Напряжение на клеммах определяется как:

Если учитывается падение контакта щетки, уравнение напряжения на клеммах записывается как:

Поток, создаваемый последовательной обмоткой возбуждения, прямо пропорционален току, протекающему через нее.Но это верно только до магнитного насыщения после того, как поток насыщения становится постоянным, даже если ток, протекающий через него, увеличивается.


Генератор комбинированной раны


В генераторе с составной обмоткой есть две обмотки возбуждения. Один включен последовательно, а другой — параллельно обмоткам якоря. Есть два типа генераторов с составной обмоткой.

1. 1. • Генератор с длинной шунтирующей обмоткой
      • Короткий шунтирующий генератор с комбинированной обмоткой

Для детального изучения генератора составной обмотки см. Раздел «Генератор составной обмотки».

См. Также: Генератор комплексной раны

Портативный, промышленный, резервный: разные типы генераторов и их применение

Если вы находитесь дома или в офисе, управляете автомобилем или летите в самолете, смотрите фильм в мультиплексе или по телевизору, вам не обойтись без электричества. Точно так же, если вы ведете бизнес в таких секторах, как строительство, горнодобывающая промышленность, нефть и газ, гостиничный бизнес, здравоохранение или транспорт, вам также нужна электроэнергия. Если у вас коммерческое предприятие, то вам тоже нужно электричество.Обычно вы получаете постоянную и стабильную электроэнергию через сеть, когда подписываетесь на ее услуги.

Но что вы будете делать, когда есть перерыв в электроснабжении? Как вы удовлетворяете потребности в электроэнергии в таких предприятиях, как строительство дорог, горнодобывающая промышленность, морское бурение, съемка фильмов на открытом воздухе или организация мероприятий, где электроснабжение невозможно? Ответ через генераторы.

Давайте посмотрим, что такое генераторы, и рассмотрим различные типы генераторов и их применение.

Что такое генераторы?


Генераторы — это машины, вырабатывающие электрическую энергию в виде напряжения и тока. Они производят электричество на основе принципа электромагнитной индукции. Существует два основных типа генераторов, известных как генераторы переменного (переменного тока) и постоянного тока (постоянного тока). Хотя методы производства электроэнергии одинаковы для обоих типов, мощность переменного и постоянного тока различается с точки зрения их применения — способа, которым нагрузки получают электроэнергию.Например, домашние генераторы вырабатывают переменный ток, в то время как автомобили используют генераторные двигатели, вырабатывающие постоянный ток.

Типы генераторов
Различные типы генераторов неразрывно связаны со своими приложениями. На основе этих приложений различные типы генераторов включают портативные генераторы, инверторные генераторы, резервные генераторы, промышленные генераторы и индукционные генераторы.

Переносные генераторы
Переносные генераторы очень полезны в различных приложениях.Они бывают различной конфигурации мощности, подходящей для разных типов использования.

Переносные генераторы удобны во время стихийных бедствий или бедствий, когда происходит сбой в электросети. Они обеспечивают питание во время плановых или внеплановых отключений электроэнергии. Они больше подходят для жилых помещений и небольших коммерческих предприятий, таких как торговые точки и магазины, на строительных площадках для питания небольших инструментов, кемпинга, свадеб на открытом воздухе, мероприятий на открытом воздухе и питания сельскохозяйственного оборудования, такого как скважины или системы капельного орошения.

Инверторные генераторы
Инверторные генераторы вырабатывают мощность переменного тока и с помощью выпрямителя, который преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, а затем инвертирует ее в переменный ток для обеспечения постоянного тока для приборов. Они очень полезны для таких устройств, как кондиционеры, холодильники, автомобили, лодки и транспортные средства для отдыха, которым требуются определенные значения напряжения и частоты, которые способны обеспечить инверторные генераторы. Кроме того, они легкие и компактные, поэтому хорошо подходят для таких приложений.

Резервные генераторы
Резервные генераторы служат для автоматического включения при отключении электроэнергии. Они очень полезны для жилых квартир, отелей, ресторанов, больниц и коммерческих учреждений, подключенных к электросети.

Промышленные генераторы
Промышленное применение генераторов сильно отличается от бытового или небольшого коммерческого применения. Промышленные генераторы или крупные коммерческие генераторы должны быть более прочными и надежными и работать в суровых условиях.Они также должны обеспечивать широкий диапазон характеристик электропитания — от 20 кВт до 2500 кВт, от 120 до 48 вольт и однофазное или трехфазное питание. Обычно эти генераторы более индивидуализированы, чем другие типы генераторов. Существует много типов промышленных генераторов, и их можно классифицировать по-другому в зависимости от типа топлива, используемого для работы двигателей, которые помогают вырабатывать электроэнергию. К ним относятся такие виды топлива, как дизельное топливо, бензин, природный газ, керосин и пропан. В категории промышленных генераторов есть портативные промышленные генераторы, которые находят применение в различных приложениях, где нельзя установить большие генераторы.

Генераторы индукционные
Они состоят из двух типов — генераторы с внешним возбуждением и генераторы с самовозбуждением.

Генераторы с внешним возбуждением находят применение в системах рекуперативного торможения, необходимых в подъемниках, кранах, лифтах и ​​электровозах.

Генераторы с самовозбуждением находят применение в ветряных мельницах, где ветер как нетрадиционный источник энергии преобразуется в электроэнергию.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами генераторов и получите бесплатные расценки


Выходное напряжение генератора: Выходное напряжение генератора: Различные типы генераторов с точки зрения выходной мощности

Вы должны оценить правильный размер генератора, прежде чем решиться на покупку генератора для дома, офиса или фабрики.Расчет прост и, таким образом, сэкономит вам много времени, энергии и денег.

Расчет
Как правило, компании оценивают мощность генератора в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). Принятая формула: Ватты = Вольт X Ампер. Следовательно, когда вы покупаете генератор мощностью 5 кВт, выдающий 120 вольт, он может дать вам выходную мощность 41,67 ампер. Точно так же у вас есть двойные генераторы напряжения, которые могут обеспечить выходное напряжение 120 вольт, а также 240 вольт.

Как вы выбираете тип генератора для покупки?
Подготовьте список всех электроприборов, которые вы хотите использовать в своем доме, офисе или на заводе.Сложите потребляемую мощность в ваттах, чтобы определить необходимую мощность генератора. Обратите внимание, что определенные устройства, такие как кондиционеры или электродвигатели, требуют для запуска достаточно высокой мощности, но в дальнейшем могут работать с меньшей мощностью.



Всегда выбирайте генератор большей мощности. Если все электрические приборы в сумме дают, скажем, 5000 Вт в вашем доме или 200000 Вт на вашем заводе, вам следует выбрать генератор мощностью не менее 7,5 кВт для вашего дома и генератор мощностью 300 кВт для вашего завода.

Давайте теперь посмотрим на некоторые генераторы различных размеров и обсудим их работу и другие особенности и аспекты.

Генераторы от 1 до 10 кВт
Дома и небольшие офисы могут работать от генераторов мощностью от 1 до 10 кВт. Генератор мощностью 5 кВт может питать до четырех ламп, вентилятор, электродвигатель и холодильник. Небольшие дома могут работать с таким простым генератором. Однако идеальный генератор для дома должен иметь мощность не менее 10 кВт. Генератор мощностью 10 кВт эквивалентен системе аварийного резервного питания, способной обеспечить базовый комфорт и безопасность.Эти портативные генераторы обычно работают на дизельном топливе, природном газе или пропане. В некоторых городах есть условия для подключения генераторов к вашей домашней газовой магистрали, что устраняет необходимость заправки топливных баков.

Генераторы от 10 до 50 кВт
В настоящее время люди используют в своих домах несколько электроприборов, таких как блоки переменного тока, гейзеры, водоочистители, водяные насосы и так далее. Этим приборам для работы требуется больше энергии. Такие устройства, как стиральные машины, могут потреблять 750 Вт, но для запуска им нужно около 2500 Вт.Лучше выбирать генератор с мощностью, превышающей ваши стандартные требования. Поэтому многие домохозяйства предпочитают использовать генераторы мощностью 50 кВт в качестве надежного резервного источника питания. Эти генераторы работают на таких видах топлива, как дизельное топливо, природный газ и пропан. Да, они издают шум, но вы можете настроить глушители, чтобы заглушить звук.

Генераторы от 50 до 100 кВт
Для бытовых агрегатов не нужно ничего более 50 кВт. Офисы и рестораны могут выбрать генераторы мощностью от 50 до 100 кВт.Эти генераторы могут питать блоки переменного тока, особенно центральные системы кондиционирования воздуха. В офисах есть большое количество компьютеров, светильников и вентиляторов для питания в дополнение к блокам переменного тока. Таким образом, генераторы мощностью 100 кВт были бы идеальными для резервного питания офиса. Генератор на 100 кВт — это большая установка, которая может создавать достаточно шума, чтобы отвлекать людей. Современные генераторные установки оснащены мощными глушителями и глушителями, которые снижают отвлекающий шум. Такие большие генераторы обычно работают на дизельных двигателях.

Генераторы от 100 до 200 кВт
Промышленным предприятиям и крупным офисам необходимы генераторы мощностью более 100 кВт.Эти генераторы представляют собой большие машины, способные работать от восьми до десяти часов при полном баке. Промышленные машины потребляют много энергии. Таким образом, малым и средним предприятиям необходимы генераторы мощностью от 100 до 200 кВт. Эти генераторы также могут приводить в действие морское оборудование, такое как рыбацкие лодки и траулеры. Эти машины могут работать как на дизельном, так и на газовом топливе в зависимости от наличия подходящего топлива. Генераторы, работающие на газе, более экологичны по сравнению с генераторами, работающими на дизельном топливе.

Генераторы от 200 до 300 кВт
Для крупных промышленных предприятий и высотных зданий требуются генераторы большой мощности, поскольку для этих устройств требуются большие машины, лифты, большое количество блоков переменного тока и т. Д. Генераторы мощностью 300 кВт работают на дизельном или газовом топливе. Некоторые из них также относят к двухтопливным генераторам. Современные генераторы поставляются с высококачественными глушителями, которые делают эти генераторы максимально бесшумными.

Генераторы мощностью более 300 кВт
Если вам нужны генераторы «рабочие лошадки» для питания крупных промышленных предприятий и официальных учреждений, вам придется полагаться на генераторы мощностью более 300 кВт.Эти генераторные установки подходят для тяжелых машин и крупногабаритного оборудования. Обычно эти генераторы работают на дизельном топливе и производят много шума. Но доступные сегодня высококачественные глушители делают эти машины одним из самых сложных генераторов на сегодняшний день.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами генераторов и получите бесплатные расценки


Генераторы ~ Все, что вам нужно знать о генераторах

Когда вы слышите слово «генераторы», что первое приходит в голову?

Скорее всего, вы подумаете о небольшом приборе, к которому вы обращаетесь при отключении электроэнергии.

Но знаете ли вы, что генераторы делают больше, чем это?

Они могут служить вторичным источником электроэнергии для домов, предприятий, больниц, ресторанов и подобных заведений.

Домашние резервные генераторы также могут обеспечивать энергией удаленные районы.

Генераторный потенциал

Легко забыть, насколько полезным может быть генератор.

В конце концов, мы ценим эти машины только при отключении электроэнергии.

Генератор — это очень практичное оборудование, обеспечивающее мир электроэнергией более ста лет.

История генератора

Современный генератор ведет свою историю от очень простого устройства, созданного британским ученым, физиками и химиком Майклом Фарадеем в 1831 году.

Он состоял из трубки из нейтрального материала, катушки с проволокой, стержневого магнита и был изолирован ватой.

Фарадей соединил этот прибор с гальванометром, определяющим электрический ток.

Он понял, что стрелка гальванометра продолжала двигаться всякий раз, когда он перемещал магнит назад и вперед через катушку с проволокой, даже если последняя оставалась неподвижной.

Это говорит о том, что в катушке с проволокой течет электрический ток.

Позже он построил диск Фарадея, который считается первым электромагнитным генератором.

Он имел медный диск, который вращался между полюсами магнита, который выглядел как подкова, и производил небольшой постоянный ток (DC).

Майкл Фарадей изобрел генераторы

Другие ученые в конце концов продолжили бы с того места, где остановился Фарадей.

Год спустя производитель инструментов во Франции по имени Ипполит Пикси создал первый магнитоэлектрический генератор, использующий те же принципы магнитной индукции, которые постулировал Фарадей.

Однако на протяжении большей части XVIII века батареи были самым надежным источником энергии.

Электричество не было коммерчески доступным, пока Зеноб Грамм не увеличил мощность генератора (также известного тогда как динамо-машина) до такой степени, что это устройство производило достаточно энергии для коммерческих приложений.

Динамо-машины переменного тока — первые генераторы

До начала XIX века в Европе были популярны динамо-машины.

Ученые занимались исследованием и разработкой этих устройств.

В 1878 году компания Ganz начала использовать динамо-машины переменного тока в Будапеште для небольших коммерческих установок.

Два года спустя Чарльз Браш помог открыть эру электричества, запустив 5 000 дуговых ламп.

Brush — это человек, стоящий за Brush Electric Company, одним из предшественников General Electric.

К 1890-м годам General Electric и другие компании, которые остаются жизнеспособными сегодня, такие как Westinghouse и Siemens, были в авангарде разработки и производства генераторов.

Предшественником сегодняшнего домашнего резервного генератора была электростанция Kohler, которая обеспечивала электричеством свет в Wenonah Lodge с 1936 до начала 1950-х годов.

Он производил 110 вольт и автоматически включался при отключении электричества в этом районе.

Генераторы комфорта и комфорта

Действительно, открытие Фарадеем электромагнитной индукции и ее последующее применение в конструкции резервных генераторов открыло эру удобства и комфорта.

Представьте, как здорово иметь электричество в вашем доме, даже когда все сообщество находится в темноте из-за отключения электроэнергии?

Или как прекрасно иметь электричество для питания небольшого холодильника или маломощных светильников, когда вы отдыхаете в лесу?

С генератором каждый может получить электричество в любое время и в любом месте.

Для чего нужен генератор?

Переносные электрогенераторы для отдыха на природе

С портативными генераторами кемпинг стал удобнее и безопаснее.

Удобства современной жизни, такие как холодильник для безопасного хранения продуктов и скоропортящихся продуктов и кофеварка для приготовления любимого напитка по утрам, теперь можно наслаждаться в деревенском кемпинге благодаря портативному генератору.

С генератором Yamaha вы можете взять с собой и использовать такие приборы, как электрический вентилятор и микроволновая печь, находясь в лесу.

Вы также можете защитить себя и свою семью еще лучше с помощью низковольтных светильников, питаемых от компактного электрического генератора, называемого инверторным генератором.

Генераторы для бизнеса, коммерции и подрядчиков

Это особенно важно для подрядчиков и рабочих, работающих на строительных площадках без электричества.

С переносными генераторами рабочие-строители смогут управлять своими инструментами, включая системы распылителей и кровельные пистолеты.

Конечно, у них также будет освещение для работы в помещении и в ночное время.

Мелким предпринимателям также было бы разумно инвестировать в генератор, особенно если их бизнес пострадает от средне- или долгосрочного отключения электроэнергии.

Например, рынки, мясные магазины и рестораны могут пострадать от огромных потерь во время отключения электроэнергии, так как скоропортящиеся продукты, хранящиеся в холодильниках и морозильниках, могут испортиться.

То же самое касается компаний, предоставляющих услуги на базе Интернета, поскольку отключение электроэнергии может повлиять на их работу, даже если электричество отключено всего на несколько часов.

Резервный источник электроэнергии также важен для поставщиков медицинских услуг, таких как небольшие клиники и больницы.

Причины иметь генератор

«Ураган Ирма приближается, чтобы нанести прямой удар по южной Флориде и« опустошить »части США.S. FEMA и сетевые операторы готовятся к худшему, поскольку более 4 миллионов человек остаются без электричества в течение нескольких дней и недель, возможно, даже месяцев »

Генераторы для подворья

Помимо обеспечения резервного питания во время отключений, генератор может предлагать дополнительную электроэнергию для проектов по благоустройству дома.

Портативные генераторы могут обеспечивать резервное питание для электрического оборудования, такого как пилы и дрели.

Эти генераторы также могут использоваться для шлифовальных и шлифовальных машин, а также для рабочего освещения и вентиляторов.

Не нужно было бы вытаскивать удлинители из задней двери.

Переносные генераторы

предлагают альтернативный источник энергии для проектов по благоустройству дома, чтобы вы могли легче выполнять задачи.

Резервные генераторы для экстремальных погодных условий

Резервный генератор — хорошее вложение для людей, живущих в регионах, где суровые климатические или погодные условия представляют угрозу.

Генератор незаменим для людей, живущих в чрезвычайно холодном климате, где отключение электроэнергии может быть смертельным, поскольку обогреватели и домашняя печь не могут работать.

С переносным или резервным генератором семьи могут использовать эти тепловыделяющие устройства даже во время отключения электроэнергии.

Семьи, проживающие в прибрежных районах, где случаются штормы и торнадо, должны инвестировать средства в генератор.

Сбои в подаче электроэнергии часто вызваны штормами.

Генератор может обеспечивать резервную энергию в аварийных ситуациях.

Наличие резервного генератора также позволит семьям, живущим в пострадавших от штормов районах, следить за последними новостями и обновлениями погоды, поскольку они будут иметь доступ к информации через телевидение и радио.

Генератор для отключения электроэнергии Комфорт, комфорт для членов семьи

Возможно, самая веская причина, по которой люди вкладывают средства в генераторы, — это обеспечить комфорт и удобство своим близким, особенно их детям или пожилым родителям.

Отключение электроэнергии может быть очень стрессовым.

Купив генератор, семьи смогут избежать ненужных неудобств, особенно если вам нужно электричество по медицинским причинам.

Типы генераторов

Как видите, вы можете получить много преимуществ, инвестируя в генератор.

Теперь давайте посмотрим на два типа генераторов, которые вы можете выбрать: резервные, домашние резервные генераторы и портативные генераторы.

Домашние резервные генераторы

Домашние резервные генераторы обеспечивают жизнеспособный, долгосрочный источник энергии во время длительных отключений, которые могут быть вызваны штормами и ураганами.

Были случаи, когда ураган мог вывести из строя линии электропередачи, что привело к простою энергоснабжения, которое могло длиться до недели или около того.

В эти тяжелые времена ваш дом может получать энергию от домашних резервных генераторов, даже когда вас нет дома.

В отличие от портативного генератора, резервный генератор постоянно установлен на бетонной части вашего двора и может обеспечивать бесперебойную, резервную энергию в течение всего срока службы источника топлива.

Похоже на большую систему кондиционирования.

Он подключается непосредственно к электрической панели дома и питается от топлива, такого как дизельное топливо, жидкий пропан и природный газ.

Когда происходит сбой питания, автоматический переключатель резерва отключает ваш дом от электросети.

Затем он запускает генератор и передает его мощность на электрическую панель вашего дома.

Система приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, часто работающим на природном газе, жидком пропане или дизельном топливе.

После восстановления питания автоматический переключатель отключает генератор.

Он автоматически подключит ваш дом к электросети.

Автоматический переключатель передачи предотвращает обратную подачу энергии в энергосистему.

Эта функция помогает предотвратить возгорания и несчастные случаи с обслуживающим персоналом, работающим над восстановлением электроэнергии в вашем районе.

Как работают резервные домашние генераторные системы

Резервный генератор требует обслуживания, если он работает непрерывно в течение нескольких часов.

Резервный генератор требует обслуживания после 24 часов непрерывной работы.

А через 10 дней профессионалу придется заменить масло и фильтр в генераторе.

Выберите правильный калькулятор размера домашнего генератора

Стоимость резервного генератора

Цены на резервные генераторы могут варьироваться от 3000 до 30 000 долларов в зависимости от размера и мощности, не включая установку.

Скорее всего, вам потребуется нанять профессионала для установки резервного генератора, обладающего продвинутыми электрическими и сантехническими навыками и хорошо знакомого с местными строительными нормами.

Перед началом установки резервного генератора важно получить разрешения.

Определите размер необходимого резервного генератора

Прежде чем делать покупки и покупать резервный генератор, рекомендуется определить потребности своей семьи в экстренных случаях.

Чтобы дать вам представление о размере резервного генератора, который вам нужен в вашем доме, домашний резервный генератор начального уровня имеет выходную мощность от 7 до 12 кВт.

Этот домашний резервный генератор размером с большой мусорный бак может питать до 16 критических нагрузок, включая две цепи освещения, холодильник и духовку, хотя и не все сразу.

Генератор среднего размера имеет мощность от 12 до 20 кВт.

Он может одновременно питать четыре цепи освещения, холодильник, колодезный насос, телевизор, настольный компьютер, ноутбук и центральный кондиционер.

Отличительной особенностью этого типа генератора является функция сброса нагрузки, которая отключает неважные устройства, чтобы они могли питать цепи с высоким приоритетом.

Большой генератор имеет мощность до 48 кВт. Этот тип домашнего резервного генератора может питать весь дом.

Типы резервных генераторов

Существует два типа резервных генераторов — генераторы переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).

Оба производят токи, основанные на фундаментальных принципах электромагнитной индукции Фарадея.

Как Фарадей обнаружил в 1831 году, когда он перемещал магнит вперед и назад через сердечник из проволоки, перемещение магнита рядом с неподвижной проволокой может создать устойчивый поток электронов.

Резервные генераторы используют электромагнитную индукцию для преобразования механической энергии в электрическую.

Генераторы переменного тока

В генераторе переменного тока электрический ток иногда меняет направление.

Это связано с конструкцией генератора, в котором северный и южный полюса магнита заставляют ток течь в противоположных направлениях.

Генераторы переменного тока

обычно используются в домах.

Они позволяют приводить в действие небольшие двигатели и электрические приборы, такие как миксеры, соковыжималки и пылесосы.

Генераторы постоянного тока (DC)

В генераторе постоянного тока ток течет только в одном направлении.

Это связано с тем, что катушка, по которой протекает ток, вращается в фиксированном поле.

Генераторы

постоянного тока используются для питания больших электродвигателей, таких как те, что используются в системах метро.

Переносной электрогенератор

В отличие от резервного генератора, который постоянно установлен на заднем дворе, портативный генератор является компактным и достаточно мобильным, чтобы его можно было брать с собой в различные места, такие как кемпинги, рабочие места и даже на заднем дворе.

Кроме того, он дешевле резервного генератора, приличный портативный блок стоит около 400 долларов.

И в отличие от резервного генератора не требует времени на установку.

Он может обеспечивать питание только на несколько часов и для небольшого количества приборов, в отличие от своего более крупного аналога.

Инверторные генераторы — лучший выбор для моей семьи.

Как работают портативные генераторы?

Переносной генератор необходимо запускать вручную во время отключения электроэнергии.

Отличается от режима ожидания, который запускается сам по себе при обнаружении сбоя питания.

Наконец, еще одно отличие состоит в том, что портативный генератор обычно работает на бензине, а резервный генератор работает на природном газе или жидком пропане.

Хотя портативный генератор может показаться с очень скромными характеристиками по сравнению с резервным генератором, он все же имеет свое применение.

Переносные генераторы могут обеспечивать мощность от 3 до 10 кВт.

Этой мощности должно хватить для питания таких предметов первой необходимости, как водяной насос, несколько ламп, обогреватель и даже холодильник.

Электроэнергия, вырабатываемая портативным генератором, может пригодиться в течение часа или около того после отключения электроэнергии.

Только не ожидайте, что меньшие генераторы будут питать полноразмерный переменный ток или ваш плазменный телевизор.

Но инверторные генераторы могут очень легко приводить в действие переносные кондиционеры.

Генераторы для кемпинга

Переносные генераторы

также могут обеспечивать резервное питание во время походов.

Электроэнергии, вырабатываемой этими устройствами, должно хватить для зарядки телефона или для питания гриля.

Его выход может питать несколько ламп и электрический вентилятор.

И поскольку он дешевый, портативный генератор привлекает большинство покупателей с ограниченным бюджетом.

Цены варьируются в зависимости от мощности генератора.

Есть компании, которые производят более тихие и экологически чистые генераторы.

Домашние резервные генераторы

Домашние резервные генераторы — что лучше всего подходит для моего дома?

Теперь, когда вы знакомы с типами генераторов, следующий вопрос:

Какой агрегат наиболее подходит для вашего дома?

Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно принять во внимание несколько соображений.

Ваш бюджет будет одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать.

Сколько вы готовы потратить на домашний генератор?

У вас есть достаточно денег, чтобы купить дорогой резервный генератор?

Следует иметь в виду, что резервный генератор требует не только стоимости самого устройства, но и профессиональной установки и регулярного обслуживания.

Требования к питанию домашнего генератора

Вы также должны оценить потребности в электроэнергии дома, чтобы определить размер генератора, который вы собираетесь купить.

Вы можете узнать точную мощность ваших приборов, обратившись к руководству пользователя.

Сложите мощность и умножьте ее на два, чтобы определить расчетную мощность, необходимую вам дома.

Если вам нужен резервный генератор, убедитесь, что он оборудован автоматическим переключателем.

Это обнаружит отключение электроэнергии и включит генератор.

Также должен иметь автоматический регулятор напряжения.

Это остановит колебания напряжения, которые могут повредить такие устройства, как звуковая система домашнего кинотеатра, телевизор и компьютер.

Качественный резервный генератор также должен иметь автоматическое защитное отключение.

Он срабатывает при небезопасных условиях эксплуатации, таких как низкий уровень охлаждающей жидкости, низкое давление масла и низкий уровень масла.

Он также должен иметь автоматические выключатели для предотвращения повреждения подключенного оборудования.

Жидкостное охлаждение обеспечивает тихую и надежную работу генератора.

Переносной генератор

Если вы выбираете портативный генератор, выбирайте генератор мощностью не менее 5000 кВт.

Этой мощности хватило бы для питания нескольких ламп и холодильника, чтобы еда не испортилась.

Вам также понадобится информация о весе, габаритах, типе ручки и колеса генератора, если вы собираетесь его перевозить регулярно.

Купив домашний генератор, помните об основных правилах безопасности.

No related posts.