Генератор состоит. Генератор переменного тока: устройство, принцип работы и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроен генератор переменного тока. Какие основные части входят в его конструкцию. На каком принципе основана работа генератора. Где применяются генераторы переменного тока в современном мире.

Содержание

Принцип работы генератора переменного тока

Генератор переменного тока — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем в 1831 году.

Основной принцип работы генератора заключается в следующем:

При вращении проводника в магнитном поле в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС)
Величина ЭДС зависит от скорости вращения проводника и силы магнитного поля
При подключении нагрузки к выводам проводника в цепи возникает электрический ток

Таким образом, в генераторе происходит преобразование механической энергии вращения в электрическую энергию.

Основные компоненты генератора переменного тока

Конструкция генератора переменного тока включает следующие основные элементы:

Статор

Статор — это неподвижная часть генератора, состоящая из корпуса и сердечника с обмотками. Статор выполняет функцию индуктора, создающего переменное магнитное поле.

Ротор

Ротор — вращающаяся часть генератора, представляющая собой вал с закрепленными на нем постоянными магнитами или электромагнитами. При вращении ротора создается вращающееся магнитное поле.

Обмотки

Обмотки статора и ротора изготавливаются из медного провода и служат для создания и индуцирования электрического тока.

Щетки и контактные кольца

Щетки и контактные кольца обеспечивают передачу тока с вращающегося ротора на неподвижные элементы генератора.

Принципиальная схема работы генератора

Принципиальная схема работы генератора переменного тока выглядит следующим образом:

Ротор приводится во вращение внешним источником механической энергии (например, паровой турбиной)

Вращающееся магнитное поле ротора пересекает обмотки статора
В обмотках статора индуцируется переменная ЭДС
При подключении нагрузки в цепи возникает переменный электрический ток

Частота и амплитуда вырабатываемого переменного тока зависят от скорости вращения ротора и конструкции генератора.

Виды генераторов переменного тока

Существует несколько основных видов генераторов переменного тока:

Синхронные генераторы

В синхронных генераторах частота вращения ротора жестко связана с частотой вырабатываемого тока. Они широко применяются на электростанциях для выработки электроэнергии промышленной частоты (50 или 60 Гц).

Асинхронные генераторы

Асинхронные генераторы не требуют точной синхронизации частоты вращения и выходной частоты. Они проще по конструкции и чаще используются в автономных системах электроснабжения.

Индукторные генераторы

Особенностью индукторных генераторов является отсутствие обмоток на роторе. Они применяются в специальных областях, например, в авиации.

Преимущества и недостатки генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока имеют ряд преимуществ:

Высокий КПД (до 98-99%)
Возможность получения высокого напряжения
Простота передачи энергии на большие расстояния
Легкость преобразования напряжения с помощью трансформаторов

К недостаткам можно отнести:

Сложность конструкции по сравнению с генераторами постоянного тока
Необходимость стабилизации частоты вращения для поддержания частоты тока
Сложность параллельной работы нескольких генераторов

Применение генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока нашли широкое применение в различных областях:

Электроэнергетика

На электростанциях (тепловых, атомных, гидро-) генераторы вырабатывают основную часть электроэнергии для промышленных и бытовых нужд.

Транспорт

Генераторы используются на автомобилях, самолетах, кораблях для обеспечения бортовых систем электроэнергией.

Промышленность

Автономные генераторные установки применяются для резервного или аварийного электроснабжения предприятий.

Бытовое применение

Портативные бензиновые и дизельные генераторы используются для электроснабжения домов, дач, в походных условиях.

Перспективы развития генераторов переменного тока

Основные направления совершенствования генераторов переменного тока включают:

Повышение КПД и снижение потерь
Уменьшение массогабаритных показателей
Применение новых магнитных материалов
Интеграция с системами управления и диагностики
Разработка генераторов для возобновляемых источников энергии

Развитие технологий позволяет создавать все более эффективные и совершенные генераторы переменного тока для различных применений.

Что такое генератор электричества? | MATARI

Далеко не в каждой точке нашей страны система электроснабжения работает идеально. Многие украинцы регулярно сталкиваются с проблемой отключения электричества или же перебоями в его подаче. В некоторых случаях это вызывает мелкие неудобства, а иногда и вовсе не позволяет вести полноценную жизнедеятельность. Решение есть. Это генераторы электричества, которые представлены на рынке большим ассортиментом. Например, для простых задач можно приобрести компактный переносной генератор, а для более специфической эксплуатации – массивную и мощную электростанцию. Выбрать есть из чего. На ассортименте мы подробно остановимся позже. Сейчас рассмотрим, из каких элементов состоит данный агрегат.

Как устроен электрогенератор

На первый взгляд может показаться, что это оборудование имеет сложную конструкцию. На самом деле все просто. Генератор состоит из десяти основных частей.

Двигатель. Это главный элемент установки. Мотор создает механическую энергию, которая позволяет электрогенератору производить ток. Чаще всего в агрегатах встречаются двигатели на бензине и дизеле.
Синхронный генератор. Это элемент, который превращает механическую энергию двигателя в электрическую. Он состоит из двух частей: ротора и статора. Ротор представляет собой подвижный механизм. Своим движением вокруг статора он создает магнитное поле, необходимое для производства электричества.

Топливная система. Поддерживает работу станции на протяжении 6-10 часов без дозаправки. Срок автономной работы зависит от типа техники. Например, дизельная электростанция «сжигает» топливо медленнее, чем бензиновая.
Система охлаждения. Для снижения температуры деталей может использоваться либо вода, либо водород в чистом виде. Охлаждение происходит и механическим путем: с помощью вентилятора и радиатора.
Система выхлопа. Централизованно собирает продуцируемые выхлопные газы и отводит их от техники.
Система смазки. Отвечает за доставку смазочных материалов к движущимся элементам конструкции.
AVR. Это регулятор напряжения, который превращает переменный ток в постоянный.
Зарядное устройство. Пополняет резервы аккумулятора. Он, в свою очередь, отвечает за запуск электростанции.
Панель управления. С ее помощью контролируется каждый аспект работы установки.

Рама и корпус. Основа, которая удерживает все вышеперечисленные элементы.

Принцип работы генератора

Все начинается с запуска двигателя. Он передает свою энергию остальным элементам, после чего начинается генерирование электрического тока. Внутри установки располагаются магниты, между которыми двигается проволочная катушка. Как только катушка пересекает силовые линии магнитов, производится «порция» электрического тока. Позже она стабилизируется регулятором напряжения.

Некоторые модели создаются по иному принципу. У них катушка находится всегда на одном месте, а подвижным является магнитное поле. Существует также вариант с тремя катушками, вокруг которых крутятся магниты. Такие установки называются трехфазными. Это промышленные генераторы предназначенные для питания мощного оборудования.

Во время работы электростанции выделяется определенное количество тепла и газов. Их отводят системы охлаждения и выхлопа. Многое зависит и от естественной вентиляции, то есть от условий, в которых находится агрегат. Важно, чтобы владелец установил генератор по всем правилам.

Виды генераторов

Синхронные и асинхронные модели. Асинхронные генераторы имеют упрощенную конструкцию и выдают относительно нестабильный ток. Такого электричества хватает для питания строительных инструментов или сварки. Модели данного типа имеют защиту от короткого замыкания. Синхронные генераторы – оптимальный вариант для бытового использования. Они создают чистый ток, который подходит для чувствительного оборудования. Кроме того, эти станции устойчивы к увеличенным нагрузкам при пуске электротехники. Пример хороших бытовых агрегатов такого типа – бензиновые генераторы 5 кВт.

Однофазные и трехфазные. Об этом параметре мы вскользь упоминали выше. Здесь все просто: однофазные варианты предназначены для бытового применения, а трехфазные – для профессионального или промышленного. Обычные электроприборы, которые используются нами дома, работают от одной фазы. Поэтому покупка 3-фазной модели для бытового применения нецелесообразна.

Дизельные и бензиновые. Модели на дизеле принято использовать в качестве постоянного источника питания. Они могут работать долго без пауз, при этом демонстрируя отличную продуктивность. Бензиновые агрегаты лучше всего эксплуатировать в качестве аварийного источника энергии. Дизельное оборудование стоит дороже, но топливо, на котором оно работает ощутимо дешевле бензина. Кроме того, например, дизельные генераторы 5 кВт демонстрируют большую продуктивность, чем бензиновые устройства той же мощности.

Это основные разновидности. Выбирать подходящий вариант нужно с учетом предполагаемых нагрузок и условий использования.

схема и принцип действия устройства переменного тока

Человечество уже больше века использует электричество во всех сферах деятельности. Без него просто невозможно представить себе нормальной жизни. С помощью специальных машин механическая энергия преобразуется в переменный или постоянный ток. Чтобы лучше понять, как это происходит, необходимо разобраться, из чего состоит генератор и как он работает.

Превращение механической энергии в электрическую
Конструкция генератора переменного тока
Классификация и виды агрегатов
Основные сферы применения

Превращение механической энергии в электрическую

В основе работы любого генератора лежит принцип магнитной индукции. Первые электрические машины появились во второй половине XIX века. Их изобретателями стали Майкл Фарадей и Ипполит Пикси. В 1886 году прошла публичная демонстрация альтернатора — устройства, способного вырабатывать ток из механического движения.

Первый трехфазный генератор переменного тока разработал россиянин Доливо-Добровольский. Он же в 1903 году сооружает самую первую на Земле электростанцию промышленного значения, ставшую источником питания для элеватора.

Простейшая схема генератора переменного тока представляет собой проволочную катушку, совершающую вращение в магнитном поле. Альтернативный вариант — когда катушка остаётся недвижима, а её пересекает магнитное поле. В обоих случаях будет вырабатываться электрическая энергия. Пока продолжается движение, в проводнике вырабатывается переменный ток. Генераторы применяются для выработки тока во всем мире. Они являются частью глобальной системы электроснабжения Земного шара.

Конструкция генератора переменного тока

То как устроен генератор, зависит от его назначения, и возможны различные модификации. Однако существуют две основные составляющие:

Ротор — подвижный элемент, изготовленный из цельного железа.
Статор — неподвижный, он собирается из изолированных железных листов. Внутри на нём есть пазы, в которых проходит проволочная обмотка.

Чтобы получить наибольшую магнитную индукцию, расстояние между этими частями агрегата должно быть как можно меньшим. Обмотка возбуждения, находящаяся на роторе, питается через систему щёток.

Выделяются два типа конструкции:

с вращающимся якорем и неподвижным магнитным полем;

магнитное поле вращается, а якорь остаётся на месте.

Наибольшее применение получили машины с подвижными магнитными полюсами. Гораздо удобнее снимать электричество со статора, нежели с ротора. В целом генератор построен так же, как электродвигатель.

Классификация и виды агрегатов

Агрегаты для преобразования механической энергии в электрическую имеют сходную конструкцию. Они могут различаться принципом действия генератора и обмотки возбуждения:

независимое возбуждение происходит от аккумулятора;
источником является генератор постоянного тока;
источник возбуждения размещается на том же валу, что и основной;
самовозбуждение выпрямленным током;
от постоянных магнитов.

По конструкции:

явно выраженные полюса;
не выраженные.

По способу соединения обмоток:

система Тесла;
звезда;
треугольник;
славянка.

В зависимости от количества фаз:

однофазные;
двухфазные;
трехфазные.

Агрегаты постоянного тока устроены таким образом, что механизм для съёма энергии состоит из двух изолированных полуколец, на каждое из которых поступает заряд определённого потенциала. На выходе получается пульсирующий ток одной направленности.

Синхронные генераторы имеют якорь с обмоткой, на которую подаётся постоянный ток. Регулируя его величину, можно изменять силу магнитного поля и контролировать напряжение на выходе. В асинхронных нет обмотки, вместо этого используется эффект намагничивания.

Основные сферы применения

Стоит помнить о том, что обычное электричество в розетках появляется благодаря работе огромных генераторов переменного тока на тепловых электростанциях. Сфера использования этих электрических машин включает в себя все виды деятельности человека:

используются в качестве резервного источника энергии на объектах, где нельзя допускать перебоев электроснабжения;
незаменимы в местах, где отсутствуют линии электропередачи;
бо́льшая часть транспортных средств снабжена генератором, он вырабатывает электричество для бортовой сети;
питание установок для гидролиза;
промышленность;
на атомных и гидроэлектростанциях.

В последнее время всё большую популярность набирают бытовые агрегаты для выработки электроэнергии. Они отличаются компактными размерами и малым потреблением топлива. Могут работать на бензине и на дизеле. Применяются в походных условиях, на даче или как аварийный источник питания.

Изобретение способа получения электричества из механического движения имело эпохальное значение для развития современной цивилизации. Окружающий мир полон загадок, ответы на которые неизвестны, но, возможно, людей ждут и другие важные открытия, способные изменить жизнь.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока
Далее: Генератор постоянного тока Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Вихревые течения Электрический генератор, или динамо-машина, представляет собой устройство, преобразующее механическую энергию в электроэнергия. Самый простой практичный генератор состоит из прямоугольного катушка, вращающаяся в однородном магнитном поле. Магнитное поле обычно создается постоянным магнитом. Эта установка показана на рис. 38.

**Рисунок 38:** *Генератор переменного тока.*

Пусть длина катушки по оси вращения, а ширина катушки перпендикулярна этой оси. Предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью в равномерном магнитное поле силы. Скорость, с которой оба длинные стороны катушки ( т.е. , стороны и ) двигаться через магнитное поле просто произведение угловой скорости вращения и расстояния до каждого сторону от оси вращения, поэтому . ЭДС движения индуцированный в каждой стороне определяется выражением , где составляющая магнитного поля, перпендикулярная мгновенному направлению движения рассматриваемой стороны. Если направление магнитного поля стягивает угол с нормалью к катушку, как показано на рисунке, затем . Таким образом, величина ЭДС движения, создаваемая в сторонах и является

(209)

где площадь катушки. ЭДС равна нулю, когда или , так как направление движения сторон и параллелен направлению магнитного поля в этих случаях.

ЭДС достигает своего максимального значения, когда или , так как направление движения стороны и перпендикулярно направлению магнитного поля в этих случаях. Между прочим, из симметрии ясно, что никакая чистая подвижная ЭДС создается в боковых сторонах и в катушке.

Предположим, что направление вращения катушки таково, что сторона перемещается на страницу на рис. 38 (вид сбоку), тогда как сбоку уходит со страницы. ЭДС движения, наведенная в боковых сторонах, действует от к . Так же и двигательный ЭДС наведения в побочных действиях от к . Видно, что обе ЭДС действовать по часовой стрелке вокруг катушки. Таким образом, чистая ЭДС действуя вокруг катушка . Если в катушке есть витки, то результирующая ЭДС становится равной . Таким образом, общее выражение для ЭДС, возникающей вокруг постоянно вращающаяся, многовитковая катушка в однородном магнитном поле

(210)

где мы написали для равномерно вращающейся катушки (при условии, что в ).

Это выражение также можно записать

(211)

куда

(212)

— пиковая ЭДС, создаваемая генератором, и это количество полных оборотов катушки в секунду. Таким образом пиковая ЭДС прямо пропорциональна площади катушки, числу витков в катушке, частота вращения катушки, и напряженность магнитного поля.

На рис. 39 показана ЭДС, указанная в уравнении. (211) в виде функции времени. Видно, что изменение ЭДС со временем равно синусоидальный в природе. ЭДС достигает своих максимальных значений, когда плоскость катушка параллельна плоскости магнитного поля, проходит через ноль, когда плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю и меняет направление знак каждые полпериода вращения катушки. ЭДС периодическая ( т.е. , он постоянно повторяет один и тот же шаблон во времени), с период (который, разумеется, является периодом вращения катушки).

**Рисунок 39:** *ЭДС, создаваемая постоянно вращающимся генератором переменного тока.*

Предположим, что некоторая нагрузка ( например, , лампочка или электрическое отопление элемент) сопротивления подключается через клеммы генератор. На практике это достигается соединением двух концов катушки к вращающимся кольцам, которые затем подключаются к внешней цепи с помощью металлических щеток. По закону Ома ток, протекающий в нагрузка определяется

(213)

Обратите внимание, что этот ток постоянно меняет направление, как и ЭДС генератора.

Следовательно, тип генератора, описанный выше, является обычно называется генератором переменного тока или генератором.

Ток, протекающий через нагрузку, также должен протекать по катушке. Поскольку катушка находится в магнитном поле, этот ток вызывает крутящий момент на катушке, который, как легко показать, замедляет ее вращение. Согласно разд. 8.11, тормозной момент действует на катушке дается

(214)

куда составляющая магнитного поля, которая лежит в плоскости катушки. Это следует из уравнения (210) что

(215)

поскольку . Внешний крутящий момент, равный и противоположный крутящему моменту, должен быть приложен к катушка, если она должна вращаться равномерно , как предполагается выше.

Скорость, с которой работает этот внешний крутящий момент, равна произведение крутящего момента и угловой скорости катушки. Таким образом,

(216)

Неудивительно, что скорость, с которой внешний крутящий момент совершает работу, точно соответствует скорость, с которой электрическая энергия вырабатывается в цепи, состоящей из вращающейся катушки и нагрузки.

Уравнения (210), (213) и (215) дают

(217)

куда . На рис. 40 показано нарушение крутящий момент, построенный как функция времени, согласно уравнение (217). Можно видеть, что крутящий момент всегда одного знака ( т.е. , он всегда действует в одном и том же направлении, чтобы постоянно противостоять вращения катушки), но не является постоянным во время.

Вместо этого он периодически пульсирует с периодом . Нарушение крутящий момент достигает своего максимального значения, когда плоскость катушки параллельна плоскости магнитного поля и равен нулю, если плоскость катушки перпендикулярна к магнитному полю. Ясно, что внешний крутящий момент необходим чтобы катушка вращалась с постоянной угловой скоростью, она также должна пульсировать вовремя с периодом . Постоянный внешний крутящий момент привел бы к неравномерно вращающемуся катушки, а, следовательно, и к переменной ЭДС, изменяющейся со временем в более сложным образом, чем .

**Рисунок 40:** *Тормозной момент в постоянно вращающемся генераторе переменного тока.*

Практически все коммерческие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью генераторов переменного тока. Внешняя мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, обычно обеспечивается паровая турбина (обдув пара веерообразными лопастями, вынуждены вращаться). Вода испаряется, образуя высокое давление пара при сжигании угля или при использовании энергии, выделяемой внутри ядерной реактор. Конечно, на гидроэлектростанциях мощность, необходимая для вращения катушки генератора подается водяная турбина (которая аналогична к паровой турбине, только роль пара играет падающая вода). Недавно был разработан новый тип электростанции, в которой мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, обеспечивается газовой турбиной. (в основном это большой реактивный двигатель, работающий на природном газе). В Соединенных Штатах и Канаде переменная ЭДС, создаваемая электростанциями, колеблется с Гц, что означает, что катушки генератора на электростанциях вращаются ровно шестьдесят раз в секунду. В Европе и большей части остального мира частота колебаний электроэнергии, произведенной в коммерческих целях, составляет Гц.

Далее: Генератор постоянного тока Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Вихревые течения

Ричард Фицпатрик 2007-07-14

Генератор CO2 Green Pad

Содержит 5 электродов с 2 подвесками

Генератор CO2 Green Pad Содержит 5 электродов с 2 подвесками

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Новый розничный магазин Часы работы: С понедельника по пятницу: с 13:00 до 18:00 по восточному поясному времени | Выходной в субботу и воскресенье

Перейти в конец галереи изображений

Перейти к началу галереи изображений

— 6 %

Бесплатная доставка

Green Pad

CO2

Будьте первым, кто оставит отзыв об этом продукте

Генератор CO2 Green Pad — один из самых простых и легких способов выработки CO2 для вашего сада. Все, что вам нужно сделать, это повесить коврик вверху. ваши растения слегка сбрызните водой и уходите! Зеленая подушка активируется влагой и начинает работать немедленно. Всякий раз, когда вы проверяете свои растения, просто брызните на подушку водой, чтобы она оставалась влажной. Просто как тот! Повесьте вторую зеленую подушечку через неделю и распылите ее так же, как и первую подушечку. Это позволит новой площадке увеличить производство СО2, в то время как первая площадка начнет сокращаться. Вы можете выбросить свою первую прокладку через две недели. Следуйте этой рутине, и все готово!;

Подробная информация о продукте

Описание

Генератор CO2 Green Pad — это один из самых простых и легких способов выработки CO2 для вашего сада. Все, что вам нужно сделать, это повесить коврик над растениями, слегка сбрызнуть водой и уйти! Зеленая подушка активируется влагой и начинает работать немедленно. Всякий раз, когда вы проверяете свои растения, просто брызните на подушку водой, чтобы она оставалась влажной. Просто как тот! Повесьте вторую зеленую подушечку через неделю и распылите ее так же, как и первую подушечку. Это позволит новой площадке увеличить производство СО2, в то время как первая площадка начнет сокращаться. Вы можете выбросить свою первую прокладку через две недели. Следуйте этой рутине, и все готово!;

Дополнительная информация

Дополнительная информация
УПК	741459145637
Гидроферма Артикул	ГП6050
Бесплатная доставка при минимальной цене 75 долларов США	Да

Отзывы

Будьте первым, кто оставит отзыв об этом товаре

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять отзывы.