Основные детали генератора. Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы и характеристики

Как устроен генератор постоянного тока. Каков принцип его работы. Какие бывают типы генераторов постоянного тока. Каковы их основные характеристики. Где применяются генераторы постоянного тока в наши дни.

Устройство генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока состоит из следующих основных частей:

• Статор — неподвижная часть, включающая станину и главные полюсы с обмотками возбуждения
• Ротор (якорь) — вращающаяся часть с обмоткой якоря
• Коллектор — устройство для преобразования переменного тока якоря в постоянный
• Щетки — для съема тока с коллектора
• Подшипниковые щиты
• Вентилятор для охлаждения

Статор генератора постоянного тока представляет собой стальной цилиндр, к которому крепятся главные полюсы с обмотками возбуждения. Ротор (якорь) набирается из изолированных друг от друга стальных листов и содержит пазы для укладки обмотки якоря. На валу ротора закреплен коллектор, состоящий из медных пластин, изолированных между собой.

Принцип работы генератора постоянного тока

Принцип действия генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции. При вращении обмотки якоря в магнитном поле статора в ней индуцируется переменная ЭДС. Благодаря коллектору переменный ток якоря преобразуется в постоянный ток во внешней цепи.

Основные этапы работы генератора:

1. Обмотка возбуждения создает магнитное поле статора
2. При вращении якоря его проводники пересекают магнитное поле
3. В обмотке якоря индуцируется переменная ЭДС
4. Коллектор преобразует переменный ток якоря в постоянный
5. Щетки снимают выпрямленный ток с коллектора

Величина индуцированной ЭДС зависит от скорости вращения якоря, числа витков обмотки и величины магнитного потока. Изменяя эти параметры, можно регулировать выходное напряжение генератора.

Типы генераторов постоянного тока

По способу возбуждения различают следующие типы генераторов постоянного тока:

Генераторы с независимым возбуждением

Обмотка возбуждения питается от отдельного источника постоянного тока. Это обеспечивает стабильность возбуждения и хорошие регулировочные свойства.

Генераторы с самовозбуждением

Обмотка возбуждения подключена к якорю генератора. По схеме включения различают:

• Генераторы параллельного возбуждения — обмотка возбуждения включена параллельно якорю
• Генераторы последовательного возбуждения — обмотка включена последовательно с якорем
• Генераторы смешанного возбуждения — имеют параллельную и последовательную обмотки

Характеристики генераторов постоянного тока

Основными характеристиками генераторов постоянного тока являются:

Характеристика холостого хода

Зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной скорости вращения и отсутствии нагрузки. Позволяет оценить степень насыщения магнитной цепи.

Внешняя характеристика

Зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной скорости вращения и неизменном токе возбуждения. Показывает, как изменяется напряжение генератора при изменении нагрузки.

Регулировочная характеристика

Зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянном напряжении на зажимах и скорости вращения. Позволяет определить, как нужно изменять ток возбуждения для поддержания постоянного напряжения.

Применение генераторов постоянного тока

Несмотря на широкое распространение генераторов переменного тока, генераторы постоянного тока по-прежнему находят применение в некоторых областях:

• Электротранспорт (электровозы, трамваи, троллейбусы)
• Сварочные генераторы
• Автомобильные генераторы (с выпрямителем)
• Источники постоянного тока в промышленности
• Маломощные генераторы для зарядки аккумуляторов

Основными преимуществами генераторов постоянного тока являются простота регулирования напряжения и хорошие пусковые характеристики при работе в двигательном режиме.

Достоинства и недостатки генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока обладают рядом достоинств и недостатков по сравнению с генераторами переменного тока:

Достоинства:

• Простота регулирования выходного напряжения
• Возможность получения больших токов
• Хорошие пусковые свойства в режиме двигателя
• Возможность работы на общую нагрузку

Недостатки:

• Наличие коллектора усложняет конструкцию
• Повышенный износ щеток и коллектора
• Ограничение по мощности и напряжению
• Более низкий КПД по сравнению с генераторами переменного тока

Несмотря на недостатки, генераторы постоянного тока остаются востребованными в ряде специализированных применений благодаря своим уникальным свойствам.

Особенности эксплуатации генераторов постоянного тока

При эксплуатации генераторов постоянного тока необходимо учитывать следующие особенности:

• Необходимость периодического обслуживания коллекторно-щеточного узла
• Контроль состояния изоляции обмоток
• Поддержание оптимального режима возбуждения
• Обеспечение эффективного охлаждения
• Защита от перегрузок и коротких замыканий

При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании генераторы постоянного тока способны длительно и надежно работать, обеспечивая потребителей качественной электроэнергией.

Перспективы развития генераторов постоянного тока

Несмотря на то, что во многих областях генераторы постоянного тока уступили место генераторам переменного тока, они продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Применение новых магнитных материалов для повышения КПД
• Использование современных систем управления возбуждением
• Разработка бесщеточных конструкций
• Интеграция с полупроводниковыми преобразователями
• Создание высокоскоростных генераторов для специальных применений

Эти усовершенствования позволяют расширить области применения генераторов постоянного тока и повысить их конкурентоспособность в сравнении с альтернативными источниками электроэнергии.

Основные части генератора постоянного тока

Принцип действия генератора постоянного тока

Работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле и пересекающем магнитный поток, индуцируется э д. с.

Одной из основных частей машины постоянного тока является магнитопровод, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь машины постоянного тока (рис. 1) состоит из неподвижной части — статора 1 и вращающейся части — ротора 4. Статор представляет собой стальной корпус, к которому крепятся другие детали машины, в том числе магнитные полюсы 2. На магнитные полюсы насаживается обмотка возбуждения 3, питаемая постоянным током и создающая основной магнитный поток Ф0.

Рис. 1. Магнитная цепь машины постоянного тока с четырьмя полюсами

Рис. 2. Листы, из которых набирают магнитную цепь ротора: а — с открытыми пазами, б — с полузакрытыми пазами

Ротор машины набирают из стальных штампованных листов с пазами по окружности и с отверстиями для вала и вентиляции (рис. 2). В пазы (5 на рис. 1) ротора закладывается рабочая обмотка машины постоянного тока, т. е. обмотка, в которой основным магнитным потоком индуцируется э. д. с. Эту обмотку называют обмоткой якоря (поэтому ротор машины постоянного тока принято называть якорем).

Значение э. д. с. генератора постоянного тока может изменяться, но ее полярность остается постоянной. Принцип действия генератора постоянного тока показан на рис. 3.

Полюсы постоянного магнита создают магнитный поток. Представим, что обмотка якоря состоит из одного витка, концы которого присоединены к различным полукольцам, изолированным друг от друга. Эти полукольца образуют коллектор, который вращается вместе с витком обмотки якоря. По коллектору при этом скользят неподвижные щетки.

При вращении витка в магнитном поле в нем индуцируется э. д. с

где В — магнитная индукция, l — длина проводника, v — его линейная скорость.

Когда плоскость витка совпадает с плоскостью осевой линии полюсов (виток расположен вертикально), проводники пересекают максимальный магнитный поток и в них индуцируется максимальное значение э. д. с. Когда виток занимает горизонтальное положение, э. д. с. в проводниках равна нулю.

Направление э. д. с. в проводнике определяется по правилу правой руки (на рис. 3 оно показано стрелками). Когда при вращении витка проводник переходит под другой полюс, направление э. д. с. в нем меняется на обратное. Но так как вместе с витком вращается коллектор, а щетки неподвижны, то с верхней щеткой всегда соединен проводник, находящийся под северным полюсом, э. д. с. которого направлена от щетки. В результате полярность щеток остается неизменной, а следовательно, остается неизменной по направлению э. д. с. на щетках — е

щ (рис. 4).

Рис. 3. Простейший генератор постоянного тока

Рис. 4. Изменение во времени э.д.с. простейшего генератора постоянного тока

Хотя э. д. с. простейшего генератора постоянного тока постоянна по направлению, по значению она изменяется, принимая за один оборот витка два раза максимальное и два раза нулевое значения. Э. д. с.

с такой большой пульсацией непригодна для большинства приемников постоянного тока и в строгом смысле слова ее нельзя назвать постоянной.

Для уменьшения пульсаций обмотку якоря генератора постоянного тока выполняют из большого числа витков (катушек), а коллектор — из большого числа коллекторных пластин, изолированных друг от друга.

Рассмотрим процесс сглаживания пульсаций на примере обмотки кольцевого якоря (рис. 5), состоящей из четырех катушек (1, 2, 3, 4), по два витка в каждой. Якорь вращается по направлению часовой стрелки с частотой n и в проводниках обмотки якоря, расположенных на внешней стороне якоря, индуцируется э. д. с. (направление показано стрелками).

Обмотка якоря представляет собой замкнутую цепь, состоящую из последовательно соединенных витков. Но относительно щеток обмотка якоря представляет собой две параллельные ветви. На рис. 5, а одна параллельная ветвь состоит из катушки 2, вторая — из катушки 4 (в катушках 1 и 3 э. д. с. не индуцируется, и они обеими концами соединены с одной щеткой).

На рис. 5, б якорь показан в положении, которое он занимает через 1/8 оборота. В этом положении одна параллельная ветвь обмотки якоря состоит из последовательно включенных катушек 1 и 2, а вторая — из последовательно включенных катушек 3 и 4.

Рис. 5. Схема простейшего генератора постоянного тока с кольцевым якорем

Каждая катушка при вращении якоря по отношению к щеткам имеет постоянную полярность. Изменение э. д. с. катушек во времени при вращении якоря показано на рис. 6, а. Э. д. с. на щетках равна э. д. с. каждой параллельной ветви обмотки якоря. Из рис. 5 видно, что э. д. с. параллельной ветви равна или э. д. с. одной катушки, или сумме э. д. с. двух соседних катушек:

В результате этого пульсации э. д. с. обмотки якоря заметно уменьшаются (рис. 6, б). При увеличении числа витков и коллекторных пластин можно получить практически постоянную э. д. с. обмотки якоря.

Конструкция генераторов постоянного тока

В процессе технического прогресса в электромашиностроении конструктивный вид машин постоянного тока изменяется, хотя основные детали остаются теми же.

Рассмотрим устройство одного из типов машин постоянного тока, выпускаемых промышленностью. Как указывалось, основными частями машины являются статор и якорь. Статор 6 (рис 7), изготовленный в виде стального цилиндра, служит как для крепления других деталей, так и для защиты от механических повреждений и является неподвижной частью магнитной цепи.

К статору крепятся магнитные полюсы 4, которые могут представлять собой постоянные магниты (у машин малой мощности) или электромагниты. В последнем случае на полюсы насаживается обмотка возбуждения 5, питаемая постоянным током и создающая неподвижный относительно статора магнитный поток.

При большом числе полюсов их обмотки включают параллельно или последовательно, но так, чтобы северный и южный полюсы чередовались (см. рис. 1). Между главными полюсами располагаются добавочные полюсы со своими обмотками. К статору крепятся подшипниковые щиты 7 (рис. 7).

Якорь 3 машины постоянного тока набирается из листовой стали (см. рис. 2) для уменьшения потерь мощности и от вихревых токов. Листы изолируются друг от друга. Якорь является подвижной (вращающейся) частью магнитопровода машины. В пазы якоря укладывается обмотка якоря, или рабочая обмотка 9.

Рис. 6. Изменение во времени э.д.с катушек и обмотки кольцевого якоря

В настоящее время выпускаются машины с якорем и обмоткой барабанного типа. Рассмотренная ранее обмотка кольцевого якоря имеет недостаток, заключающийся в том, что э. д. с. индуцируется только в проводниках, расположенных на внешней поверхности якоря. Следовательно, активными являются только половина проводников. В обмотке барабанного якоря все проводники — активные, т. е. для создания той же э. д. с, что и в машине с кольцевым якорем, требуется почти в два раза меньше проводникового материала.

Расположенные в пазах проводники обмотки якоря соединяются между собой лобовыми частями витков. В каждом пазу обычно располагается несколько проводников. Проводники одного паза соединяются с проводниками другого паза, образуя последовательное соединение, называемое катушкой или секцией. Секции соединяются последовательно и образуют замкнутую цепь. Последовательность соединения должна быть такой, чтобы э. д. с. в проводниках, входящих в одну параллельную ветвь, имели одинаковое направление.

На рис. 8 показана простейшая обмотка якоря барабанного типа двухполюсной машины. Сплошными линиями показано соединение секций друг с другом со стороны коллектора, а пунктирными — лобовые соединения проводников с противоположной стороны. От точек соединения секций делаются отпайки к коллекторным пластинам. Направление э. д. с. в проводниках обмотки показано на рисунке: «+» — направление от читателя, «•» — направление на читателя.

Обмотка такого якоря имеет также две параллельные ветви: первая, образованная проводниками пазов 1, 6, 3, 8, вторая — проводниками пазов 4, 7, 2, 5. При вращении якоря сочетание пазов, проводники которых образуют параллельную ветвь, все время изменяется, но всегда параллельная ветвь образуется проводниками четырех пазов, занимающих постоянное положение в пространстве.

Рис. 7. Устройство машины постоянного тока якоря барабанного типа

Рис. 8. Простейшая обмотка

Выпускаемые заводами машины имеют десятки или сотни пазов по окружности барабанного якоря и число коллекторных пластин, равное числу секций обмотки якоря.

Коллектор 1 (см. рис. 7) состоит из медных изолированных друг от друга пластин, которые соединяют с точками соединения секций обмотки якоря, и служит для преобразования переменной э. д. с. в проводниках обмотки якоря в постоянную э. д. с. на щетках 2 генератора или преобразования постоянного тока, подводимого к щеткам двигателя из сети, в переменный ток в проводниках обмотки якоря двигателя. Коллектор вращается вместе с якорем.

При вращении якоря по коллектору скользят неподвижные щетки 2. Щетки бывают графитовые и медно-графитовые. Они крепятся в щеткодержателях, которые допускают поворот на некоторый угол. С якорем соединена крыльчатка 8 для вентиляции.

Классификация и параметры генераторов постоянного тока

В основу классификации генераторов постоянного тока положен вид источника питания обмотки возбуждения. Различают:

1. генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника (аккумулятора или другого источника постоянного тока). У генераторов малой мощности (десятки ватт) основной магнитный поток может создаваться постоянными магнитами,

2. генераторы с самовозбуждением, обмотка возбуждения которых питается от самого генератора. По схеме соединения обмоток якоря и возбуждения по отношению к внешней цепи бывают: генераторы параллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (шунтовые генераторы), генераторы последовательного возбуждения, у которых эти обмотки включены последовательно (сериесные генераторы), генераторы смешанного возбуждения, у которых одна обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно (компаундные генераторы).

Номинальный режим генератора постоянного тока определяется номинальной мощностью — мощностью, отдаваемой генератором приемнику, номинальным напряжением на зажимах обмотки якоря, номинальным током якоря, током возбуждения, номинальной частотой вращения якоря. Эти величины обычно указываются в паспорте генератора.

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e₁ = Blvsinw t; e₂ = -Blvsinw t; , где B – магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t – время, w t – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinw t, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

• с независимым возбуждением обмоток;
• с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

• устройства с параллельным возбуждением;
• альтернаторы с последовательным возбуждением;
• устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

• зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
• характеристики внешних параметров;
• регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5). Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EI_a. Отдаваемая в цепь полезная мощность P₁ = UI.

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом η_e. Тогда: η_e=P₁/P.

На холостом ходе η_e = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Одним из наиболее распространенных электрических устройст в является генерато р постоянного тока, принцип действия которого основан на таких понятиях, как электромагнитная сила и индукция. Согласно принципу обратимости электрических машин, данное устройст во, в конкретных условиях, может выполнять функцию и генерато ра и электродвигателя.

Составные части генерато ра

Генерато р постоянного тока состоит из двух основных частей – якоря и станины, где расположены электромагниты. На внутренней стороне станины устанавливаются сердечники полюсов, концы которых имеют полюсные наконечники. С помощью наконечников, магнитная индукция более равномерно распределяется по окружности якоря.

На сердечники надеваются катушки, входящие в состав обмотки возбуждения. Сама станина играет роль замыкающей части. Здесь расположены еще и дополнительные полюса, которые находятся между главными полюсами. Их катушки имеют последовательное соединение с якорем. Дополнительные полюса позволяют избежать появления искр на щетках коллектора, что значительно улучшает коммутацию.

Вращающаяся часть генератора называется ротором или якорем, имеющим цилиндрическую форму. Материалом для него служит листовая электротехническая сталь, толщиной до 1 мм. В пазах якоря размещена обмотка, которая соединяется в цепь с коллектором, установленным на якорном валу. Коллектор представляет собой ряд медных пластин, изолированных между собой. Коллектор взаимодействует с угольными или медными щетками, неподвижно установленными в специальных щеткодержателях.

Принцип действия

Генерато р постоянного тока содержит две электрические цепи –якоря и возбуждения. С помощью постоянного тока, проходящего через цепь возбуждения и обмотку возбуждения, происходит создание основного магнитного поля.

В том случае, когда у генерато ра не два полюса, а четыре, то для обмотки якоря необходимо четыре щетки, попарно соединенные между собой. С помощью этих щеток обмотка разделяется на параллельные ветви, в количестве двух пар.

Когда к первичному двигателю прикладывается посторонняя механическая сила, происходит возбуждение магнитного поля и в якоре появляется электродвижущая сила. После этого, с помощью коллектора и щеток, постоянный ток уходит к внешней цепи. В этом случае устройст во работает в качестве генерато ра. Когда к якорю и обмотке возбуждения подключается постоянное напряжение, то проходящий через обмотку электрический ток, взаимодействует с полем, создавая вращающий момент, который приводит якорь в движение. В таком варианте, генератор функционирует как электродвигатель.

ᐈ Автомобильные генераторы постоянного и переменного тока

Что такое генератор

Автомобильный генератор – это один из важнейших узлов автомобиля. В современном мире все системы наших автомобилей компьютеризированы и зависят от стабильной и непрерывной подачи электроэнергии. Автомобильный генератор по своей сути является единственным источником, способным поддерживать жизнеспособность всех систем транспортного средства. Например, бортовой компьютер контролирует все узлы, агрегаты и другие системы.

Как работает автомобильный генератор

Автомобильный генератор по функциональности является преобразователем механической энергии в электрическую, постоянно поддерживая заряд аккумуляторной батареи. При запуске двигателя происходит сильный разряд аккумуляторной батареи. Поэтому эффективность работы всех электрических цепей зависит от постоянной подачи электрической энергии без различных скачков в сети автомобиля. А это может осуществить лишь исправный автогенератор. В отличие от аккумуляторной батареи, которая лишь хранит электроэнергию, генератор производит её. Работа осуществляется посредством вращения ротора (состоящего из магнитного сплава) во втором элементе генератора – статора (состоящего из медной обмотки). Благодаря явлению электромагнитной индукции возникает переменный электрический ток, который потом с помощью различных выпрямителей превращается в постоянный ток.

Типы генераторов

Автогенераторы бывают 2-ух типов: постоянного тока и современные переменного тока. При установке на двигатель внутреннего сгорания у генератора постоянного тока имеется ряд недостатков:

• небольшая мощность,
• слабая эффективность работы,
• очень частое обслуживание,
• малый срок службы.

Одним из недостатков генератора постоянного тока также является его большие размеры. Генераторами постоянного тока удовлетворяли потребности автомобилей до 1960 года. Однако, в связи с вышеперечисленными недостатками, они начали сменяться в автомобилестроении на генераторы переменного тока, которые меньше по размерам и обладают большей мощностью. Сегодня, с появлением гибридных двигателей, генераторы постоянного тока вытесняются более совершенными генераторами, с применением новейших разработок, с более надежными характеристиками, в которых используются полупроводниковые выпрямители. Таких современных автогенераторов существует три вида:

• автогенераторы соединены обмоткой с аккумуляторной батареей,
• автогенераторы с последовательной схемой соединения статора и обмоток якоря,
• автогенераторы с параллельным возбуждением.

По своей сути генератор постоянного тока работает по принципу двигателя, только в обратном порядке. Поэтому при замене полюсов генератор может выполнять функцию двигателя. Это применяется в современных гибридных двигателях – генератор выполняет функцию стартера, так называемый стартер-генератор, а также в нескольких системах стоп-старт.

Устройство генераторов

Основные элементы генератора переменного тока:

• статор с сердечником и обмоткой,
• основной корпус, состоит из 2-ух частей,
• ротор с обмоткой возбуждения,
• регулятор напряжения,
• щеточный узел,
• выпрямитель напряжения.

Статор – это основная часть генератора переменного тока. Эта деталь создает переменный ток. Делается это при помощи магнитного поля от ротора. Статор имеет кольцевидную форму, в основе которого стоит сердечник, состоящий из стальных пластин. Эти пластины имеют 36 пазов, в которые навивается 3 обмотки. Исходя из типа обмотки их может быть 2 вида: «треугольник» и «звезда». В схеме «звезда» концы обмоток соединяются в одной точке. В «треугольнике» концы обмотки выводятся в разных точках.

Ротор — это другая важная часть генератора переменного тока. На его валу роль магнита выполняет обмотка возбуждения, создающая магнитное поле. Она находится между двух сердечников, регулирующих магнитное поле. У каждой из полюсных половинок есть 6 выступов в форме треугольника. Их называют клювами. Ещё на роторном валу есть 2 контактных кольца, которые изготавливают из таких металлов, как сталь, медь или латунь. К кольцам припаяны контакты обмотки. Через них питание от аккумуляторной батареи поступает на обмотку возбуждения. Также на роторном валу находятся подшипники качения. На переднем конце роторного вала находится шкив, на котором закреплена крыльчатка вентилятора. Она охлаждает внутренние детали генератора.

Корпус – это основной элемент генератора. Он состоит из 2-ух крышек. Крышки соединяются между собой при помощи болтов. Они сделаны из сплава алюминия, легко отводят тепло и не намагничиваются. Корпус вмещает в себя все элементы генератора. В его задней части находится выпрямительный блок с щеткодержателем. В самой крышке находится выводной контакт. По нему выходит ток из генератора.

Выпрямительный блок, его ещё называют диодным мостом, выполняет функцию по изменению тока из переменного в постоянный. Форма диодного моста — полукруг. Он состоит из пластин, в которых находятся диоды. Переменный ток передаётся с обмоток статора на диоды. После этого ток выпрямляется и попадает на контакт в задней крышке корпуса генератора. Ток подаётся через диоды только в одном направлении. А все токи с обратной полярностью удаляются.

Регулятор напряжения — это элемент, который отвечает за то, чтобы постоянно контролировать напряжение тока в сети автомобиля. Так как на высоких оборотах мотора напряжение на обмотке статора может доходить до 18В, то регулятор напряжения получает ток от аккумуляторной батареи, понижает данное напряжение. Так как небольшой ток в обмотке ротора создает меньшее магнитное поле, то в обмотке статора создаётся меньшее значение. Щеточный узел соединен с регулятором напряжения одним механизмом. Через него ток передаётся на медные кольца ротора. Сам механизм состоит из щеткодержателя и 2-ух графитных щеток, которые прижимаются пружинами. Современные генераторы производят с применением полупроводниковых интегральных регуляторов напряжения, бывают в гибридном и интегральном исполнении.

Ток, напряжение и мощность автомобильного генератора

Также автогенератор характеризуется такими параметрами, как номинальное напряжение и номинальный ток. Так напряжение в сети автомобилей может быть 12 Вольт и 24 Вольта. При работе в номинальном напряжении 12В при замере мультиметром напряжение автогенератора на холостых оборотах мотора должно составлять 14,2-15,6В. Напряжение автомобильного генератора при полной нагрузке со всеми потребителями тока должно составлять 13,2-14В. Допустимым считается еще 13В, если параметры, замеренные мультиметром, меньше допустимых точек. Это может говорить о наличии неисправностей в какой-либо точке электрической цепи автомобиля.

Теперь поговорим о мощности автомобильного генератора. При включении всех потребителей электроэнергии автомобиля генератору может не хватить этой мощности. Тогда аккумулятор будет отдавать недостающую энергию. Это приведет к его разряду. Поэтому, когда устанавливается генератор необходимо учитывать и количество потребляемой энергии. Но и более мощный генератор также отрицательно влияет на бортовую сеть, потому что при работе двигателя на максимальных оборотах могут перегореть элементы электрической сети из-за избыточной силы тока.

Неисправности автомобильных генераторов

Неисправности генератора бывают механического и электрического характера. К механическим неисправностям относится, например, обрыв приводного ремня. Вследствие такого обрыва вся нагрузка ложится на аккумулятор. При этом падает напряжение в электрической цепи автомобиля, о чём и будет сигнализировать включенная лампа на панели управления.

Еще одной механической неисправностью является износ графитных щеток. В этом случае необходимо произвести замену всего щеточного узла.

К электрическим неисправностям можно отнести:

• замыкание в обмотках статора и возбуждения ротора,
• пробои выпрямительного блока,
• неисправность регулятора напряжения.

Рекомендации по обслуживанию генераторов

Очень важно проводить своевременный технический осмотр автомобильного генератора, проверять натяжение ремня, подтягивать крепежные болты.

При ежедневном обслуживании автомобильного генератора можно проверять наличие и величину зарядного тока. Это можно делать с помощью обычного амперметра. При нормальных оборотах двигателя амперметр должен показывать зарядный ток. При исправных аккумуляторных батареях отсутствие зарядного тока свидетельствует о неисправности автомобильного генератора.

При ТО1 проверяют натяжение ремня генератора. Натяжение ремня осуществляется поворотом генератора вокруг нижних опор его крепления. При ТО2 проводят подтяжку всех креплений генератора, продувают генератор воздухом, проверяют регулируемое напряжение, подводят все параметры, указанные в таблицах для определенной модели автомобиля.

Один раз в год, лучше всего осенью (перед наступлением холодов) генератор снимается, проверяют состояние щеточного узла. Делают проверку на специальном стенде. Работа выполняется в мастерской специалистами по электрооборудованию автомобиля.

Процесс установки автомобильного генератора для каждой машины индивидуален, но, в общем, он может быть схож для всех. В самом начале надо убедиться, что автогенератор исправен и его можно установить на мотор автомобиля. Если во время сборки была обнаружена неисправность, её необходимо сразу устранить.

После установки генератора в штатное место необходимо затянуть крепежные болты, затем установить приводной ремень. Он должен быть установлен и натянут правильно. Если натянуть его слабо, то он не сможет работать на полную мощность. Если же будет перетянут, то это приведет к его преждевременному износу. Потом следует подсоединение электрической части генератора к электрической сети автомобиля. Затем идет подсоединение клемм агрегата. Наконец, нужно установить все ранее снятые узлы, после чего осуществить регулировку генератора.

Сама установка и демонтаж генератора не является сложной задачей, но это лучше всего делать на специализированных СТО, так как монтаж имеет свои нюансы. Только специалисты могут правильно провести снятие узлов, сделать ремонт и осуществить установку генератора.

Лучшие условия ремонта и покупки генераторов — в Agropiese TGR

Стоимость установки и ремонта автомобильных генераторов зависит от марки автомобиля и типа агрегата. Купить автомобильный генератор вы можете в сети магазинов Agropiese TGR Grup. У нас широкий выбор производителей. Среди них известные во всем мире бренды: Bosch, Denso, Delphi и другие. Купить в Кишиневе вы можете по адресу: Мунчешское шоссе 271/7.

В качестве дополнительного бонуса к покупке вы можете воспользоваться услугами нашего сервиса, находящегося тут же рядом. Здесь есть возможность сразу установить в автомобиль купленный генератор. В автосервисе, впрочем, можно проверить на наличие неисправностей и ваш собственный генератор. Наши мастера незамедлительно устранят все найденные поломки.

В других районах Молдовы вы можете купить генератор в сети наших магазинов. Филиалы Agropiese TGR расположены в таких городах, как Бельцы, Сороки, Единцы, Унгены, Фалешты, Дрокия, Резина, Оргеев, Хынчешты, Каушаны, Комрат и Кагул. В пределах Кишинева действует доставка через наш интернет магазин.

Размер генератора переменного тока

Условия работы генератора переменного тока

Частота вращения генератора

Использование генератора (создаваемая энергия на килограмм массы) увеличивается с ростом оборотов двигателя. Поэтому необ­ходимо использовать максимально высокое передаточное отношение между генерато­ром и коленчатым валом двигателя

Однако важно, чтобы при максимальных оборотах двигателя не превышались максимально допустимые обороты генератора. Макси­мально допустимые обороты автомобильных генераторов определяются расширением клювообразных полюсов и сроком службы шарикоподшипников

Типичные значения для максимальных оборотов автомобильных генераторов находятся в диапазоне 18 000 — 22 000 мин-1. Передаточное отношение для легковых автомобилей находится в пределах 1:2,2—1:3, а для грузовых автомобилей 1:5.

Охлаждение генератора

Потери при преобразовании механической энергии в электрическую приводят к нагреву деталей генератора. Для охлаждения боль­шинства современных автомобильных гене­раторов используется окружающий воздух в моторном отсеке. Если его недостаточно для охлаждения генератора, то подходящими решениями для адекватного охлаждения становятся нагнетание воздуха из более про­хладных мест и жидкостное охлаждение.

Вибрации двигателя

Генератор, в зависимости от условий мон­тажа и вибрационных характеристик дви­гателя, может подвергаться вибрационным ускорениям 500-800 м/с2. Таким образом, крепления и компоненты генератора под­вержены воздействию значительных сил. Поэтому совершенно необходимо избегать критических значений частоты собственных колебаний в генераторе.

Климат моторного отсека автомобиля

Генератор подвергается воздействию брызг воды, грязи, масла и распыленного топлива, а также соли, песка и гравия. Генератор должен защищаться от коррозии, чтобы можно было предотвратить образование путей утечки тока между деталями, находящимися под напря­жением.

Акустика генератора

Жесткие требования к уровню шума в совре­менных автомобилях и отличная плавность работы современных двигателей внутрен­него сгорания требуют тихо работающих генераторов. Наряду с фасками на пальцах генераторов с клювообразными полюсами, уменьшающими жесткое прерывание маг­нитного потока на краях пальцев, существуют и другие возможности уменьшения шума, создаваемого магнитами автомобильных ге­нераторов. Можно использовать следующее: во-первых, пять фаз в пентаграммном соеди­нении (рис. «Пятифазная обмотка статора с пентаграммным соединением с подключенным мостовым выпрямителем» ) и, во-вторых, две трехфазных системы, электрически смещенных на 30°.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с электродвигателем, который работает в обратном режиме, то есть не потребляет, а вырабатывает ток. По типу конструкции современные генераторы делятся на два вида: компактный и традиционный. Они имеют общее устройство, но различаются в компоновке корпуса, вентилятора, выпрямительного узла и приводного шкива. Также у современных устройств имеется три фазы. Устройство генератора

Генератор состоит из следующих основных элементов:

• привод со шкивом, подшипниками и валом;
• ротор с обмоткой возбуждения и контактными кольцами;
• статор с сердечником и обмоткой;
• корпус, состоящий из двух крышек;
• регулятор напряжения;
• выпрямительный блок или диодный мост;
• щеточный узел.

Разберем каждый элемент устройства отдельно и подробно.

Корпус

В корпусе находятся все основные элементы генератора. Он состоит из двух крышек (передняя и задняя). Крышки соединяются между собой болтами. Для изготовления крышек используют легкие сплавы алюминия, которые не намагничиваются и хорошо отводят тепло. В крышках есть вентиляционные отверстия и крепежные фланцы.

В задней крышке установлен диодный мост и щеткодержатель со щетками. Также в задней крышке расположен выводной контакт, по которому ток поступает от генератора.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора и вращает ротор. Частота вращения шкива больше частоты вращения коленвала в 2-3 раза. Крутящий момент от двигателя передается посредством ременной передачи. Могут использоваться поликлиновый и клиновый ремень в зависимости от конструкции. Поликлиновый ремень считается более универсальным и современным.

Ротор

На валу ротора находится обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле и, по сути, представляет собой обычный электромагнит. Обмотка находится между двух полюсных половин (сердечников), необходимых для регулирования и направления магнитного поля. Каждая из половин имеет по шесть треугольных выступов, называемых клювами. Также на валу ротора расположены два медных контактных кольца. Иногда они изготавливаются из стали или латуни. Через контактные кольца на обмотку возбуждения поступает питание от аккумулятора. Контакты обмотки припаяны к кольцам. Ротор генератора

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом крепится крыльчатка вентилятора. Их может быть две. Они нужны для охлаждения внутренних деталей генератора. Также на обоих концах ротора установлены необслуживаемые шариковые подшипники.

Статор

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная деталь, служащая для создания переменного тока от магнитного поля ротора. Состоит из обмотки и сердечника. В свою очередь, сердечник состоит из соединённых стальных пластин, в которых образуются 36 пазов. В пазы навивается три обмотки, которые образуют трехфазное соединение. Может быть две схемы соединения обмоток: «звезда» и «треугольник». По схеме «звезда» концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. По схеме «треугольник» концы обмоток выводятся отдельно.

Генератор постоянного тока

Плюсы – довольно прост, нет необходимости в доработках, некоторые модели вполне могут работать на низких оборотах.

Минусы – прихотлив в обслуживании, трудно подобрать необходимой мощности.

Слабо пригоден для ветроэлектростанций.

Кажется логичным – генератор постоянного тока не требует выпрямителя, так как вырабатывает постоянный ток. На само деле, это не совсем так. В нем присутствуют щетки коллекторные, которые необходимо постоянно осматривать, также периодически необходимо чистить сам коллектор. При перегрузках коллектор может подгорать. Также при замене щеток их необходимо правильно подобрать и выставить. При использовании электроустановок переменного тока эти процессы отсутствуют.

При использовании электроустановок постоянного тока они могут выдавать мощность порядка 100-200 Вт, что вполне нормально для небольшого ветряка с высотой 1-2 метра.

Назначение

Генераторы являются основными источниками электроэнергии в системах энергоснабжения, позволяющих обеспечивать питание любых потребителей и заряжать аккумуляторную батарею в процессе функционирования двигателя. Современные генераторы, имеющие встроенные кремневые диоды, обладают небольшими габаритами, простой конструкцией, надежностью и долгим сроком эксплуатации, что является отличным дополнением высокой удельной мощности таких устройств-преобразователей при малой вращательной частоте.

Некоторое время назад генераторы отличались довольно узкой областью применения, но благодаря усилиям разработчиков, техников и специалистов, преобразователи энергии были в значительной степени усовершенствованы. На сегодняшний день область применения данных устройств очень широка, поэтому генераторы ПТ стали незаменимыми в промышленной и бытовой сфере.

Конструкция генератора переменного тока

В самом общем случае, наиболее часто применяемый трехфазный генератор переменного тока состоит из явнополюсного ротора с одной парой полюсов (маломощные оборотистые генераторы) или 2 парами их, расположенными крестообразно (наиболее распространенные генераторы мощностями до нескольких сот киловатт. Такая конструкция не только позволяет более рационально использовать материал, но и для промышленной частоты переменного тока 50 Гц дает рабочую частоту вращения ротора 1500 оборотов в минуту, что хорошо согласуется с тяговыми оборотами дизельных двигателей этой мощности), а также статора с 3 (в первом случае) или 6 (во втором) силовыми обмотками и полюсами. Напряжение с силовых обмоток и есть то, которое подается потребителю.

Ротор может быть выполнен на постоянных магнитах только для весьма маломощных генераторов, во всех остальных случаях он имеет намотку т.н. обмотки возбуждения, то есть представляет из себя электромагнит постоянного тока, запитываемый во вращающемся роторе через щёточно-коллекторный узел с простыми кольцевыми контактами, более устойчивыми к износу нежели разрезной ламельный коллектор машин постоянного тока.

В сколько-либо мощном генераторе переменного тока с обмоткой возбуждения на роторе, неизбежно встает вопрос — какой величины ток возбуждения подавать на катушку? Ведь от этого зависит выходное напряжение такого генератора. И это напряжение должно поддерживаться в определенных рамках, например, 380 Вольт, вне зависимости от тока в цепи потребителей, значительная величина которого способна также значительно уменьшать выходное напряжение генератора. Кроме этого, нагрузка по фазам вообще может быть очень неравномерной.

Этот вопрос решается в современных генераторах, как правило введением в выходные цепи фаз генератора электромагнитных трансформаторов тока, соединенных вторичными обмотками треугольником или звездой, и дающими на выходе переменное трехфазное напряжение амплитудой единицы — десятки вольт, строго пропорциональное и согласованное по фазе с величиной тока нагрузки фаз генератора — чем больше потребляемый в данный момент по данной фазе ток, тем больше напряжение на выходе соответствующей фазы соответствующего токового трансформатора. Этим и достигается стабилизирующий и авторегулирующий эффект. Все три регулирующие фазы с вторичных обмоток токовых трансформаторов далее заводятся на обычный 3-фазный выпрямитель из 6 полупроводниковых диодов, и на выходе его получается постоянный ток нужной величины, и подаваемый на обмотку возбуждения ротора через щёточно-коллекторный узел. Схема может быть дополнена реостатным узлом для некоторой свободы регулирования тока возбуждения.

В устаревших или маломощных генераторах вместо токовых трансформаторов применялась система из мощных реостатов, с вычленением рабочего тока возбуждения за счет изменения падения напряжения на резисторе при изменении тока через него. Эти схемы были менее точны и гораздо менее экономичны.

В обоих случаях существует проблема появления начального напряжения на силовых обмотках генератора в момент начала его работы — действительно, если возбуждения ещё нет, то и току во вторичных обмотках токовых трансформаторов взяться неоткуда. Проблема, однако, решается тем что железо ярма ротора обладает некоторой способностью к остаточному намагничиванию, эта остаточная намагниченность оказывается достаточной для возбуждения в силовых обмотках напряжения в несколько вольт, достаточного для самовозбуждения генератора и выхода его на рабочие характеристики.

В генераторах с самовозбуждением — серьезную опасность представляет случайная подача внешнего напряжения промышленной электрической сети на силовые обмотки статора. Хотя это не приводит к каким-то негативным последствиям для самих обмоток генератора, мощное переменное магнитное поле от внешней сети эффективно размагничивает статор, в результате чего генератор теряет способность к самовозбуждению. В этом случае требуется начальная подача напряжения возбуждения от какого-то внешнего источника, например, автомобильного аккумулятора, иногда такая процедура полностью излечивает статор, но в некоторых случаях необходимость подачи внешнего возбуждения остается навсегда.

Главный генератор переменного тока

Главный генератор состоит из вращающегося магнитного поля, как было указано ранее, и неподвижной арматуры (генераторные обмотки)

Сферы применения

Многофункциональные трёхфазные двигатели используются в различной технике. Такие агрегаты обладают необходимой простотой и надёжностью конструкции, доступной ценой. Генератор не нуждается в особом уходе, быстро приступает к работе и хорошо переносит длительные нагрузки. Качественное энергоснабжение осуществляется именно по трёхфазной системе переменного тока, так как любое использование двигателей с постоянным током требует установки дополнительных агрегатов.

Трёхфазные генераторы считаются незаменимыми в приводах сверлильных и токарных станков, пилорамах и циркуляционных пилах, лифтах, лебёдках и подъёмных кранах.

Он широко востребован и в сельскохозяйственной отрасли, где основную работу выполняют барабанные молотилки, веялки, зернопульты, погрузчики.

Синхронные установки используются как основной источник электроэнергии переменного тока на крупнейших станциях, на передвижных агрегатах и транспортных машинах (тепловозы, машины, самолёты). Генератор может функционировать как автономно, так и параллельно с сетью.

Конструкторы утверждают, что без такого оборудования не могут обойтись те станции, где отсутствует центральная подача электроэнергии. Особенно это касается крупных фермерских хозяйств, которые возведены вдали от населённых пунктов.

Устройство генератора

Практически все они похожи по своему устройству, но есть некоторые отличия — это способ приведения механической части в движение (рисунок 1).

Он состоит из основных узлов:

• корпус;
• статор;
• ротор, или якорь;
• коробка коммутации.

Ещё один важный элемент — обгонная муфта генератора. Об особенностях её работы и ремонта читайте в материале нашего эксперта.

Рисунок 1. Генератор в разрезе

Корпус, выполняющий функцию рамы, служит для крепления всех основных частей. Кроме того, в нём устанавливаются подшипники, необходимые для плавного вращения вала и увеличения срока службы устройства. Корпус изготавливают из прочного металла, а также он служит для защиты внутренних частей машины от внешних повреждений.

Статор имеет магнитные полюса, представленные в виде закреплённой обмотки для возбуждения магнитного потока Ф. Выполняется из спецстали, которая называется ферромагнитной. Ротор является подвижной частью, причем его приводит в движение какая-либо сила. В результате на якоре (роторе) образуется разность потенциалов или напряжение (U). Узел (коробка) коммутации, необходим для отведения электричества от ротора. Он состоит из проводящих колец, соединённых с графитовыми токосъёмными контактами.

Автомобильный генератор переменного тока

К достоинствам данного генератора можно отнести его относительную дешевизну, распространенность (легко найти), а также то, что он не нуждается в переделках.

К недостаткам можно отнести такие вещи как – большая скорость вращения, для применения в ветряках требуется повышающие зубчатые передачи или шкивы. Необходим периодический осмотр токосъёмника и его техническое обслуживание. Также такой генератор выдает небольшую мощность.

Как отмечалось ранее, одним из главных недостатков автомобильных генераторов применительно в ветроэлектростанциям являются их высокие обороты, и, соответственно, для применения их к ветрякам необходимы повышающие звенья (редукторы и шкивы). Номинальные обороты автомобильных генераторов примерно 3000 об/мин. Наличие дополнительных повышающих обороты ветряка механизмов увеличивает потери энергии системы.

Также автомобильный генератор имеет электромагнитное возбуждение, что означает, что для того, чтобы получить электрический ток необходимо запитать обмотку возбуждения от внешнего источника. Это усложняет систему и снижает ее эффективность, но упрощает регулирование выходного напряжения, так как магнитный поток можно изменять путем регулирования тока возбуждения.

Также щетки и токосъёмники имеют тенденцию к изнашиванию, что приводит к необходимости периодически проводить осмотр этих элементов и при необходимости менять. Но также можно перемотать генератор на более низкие обороты. Это производят путем замены витков статора на более частые витки из более тонкой легированной стали.

Виды приборов

Несмотря на одинаковое строение, они применяются в различных видах устройств и типах транспорта. Определённый тип ЭГ применяется в различных ситуациях. Выделяют основные виды устройств-генераторов, которые классифицируются по типу применения:

• автомобильный;
• электрический;
• инвентарный;
• дизельный;
• синхронный;
• асинхронный;
• электрохимический.

Основным предназначением автомобильного аккумулятора является вращение коленвала. Применяется новый тип — гибридный генератор, выполняющий роль стартера. Основным принципом работы можно считать использование для включения зажигания, при этом I течёт по контактным кольцам, а затем к щелочной части. Далее переходит на обмотку возбуждения, образовывается магнитное поле и запускается ротор, создающий электромагнитные волны.

Эти волны пронизывают обмотку статора. После происходит возникновение переменного тока на выходе обмотки. Если генератор осуществляет работу в режиме самовозбуждения, то при этом частота вращения увеличивается до допустимого значения, а переменный ток преобразуется в постоянный при помощи выпрямителя.

Электрогенератор выполняет функции преобразователя механической энергии в электрическую. Источников может быть много: вода, пар, ветер, ДВЗ и другие сторонние силы, оказывающие механическую работу на ротор генератора.

Очень распространён инверторный тип ЭГ. Он представляет собой автономный источник питания, который производит качественную электрическую энергию. Применяется практически везде и является очень надежным источником питания, при котором отсутствуют любые скачки U. Основной принцип действия:

• вырабатывается переменный высококачественный ток, который при помощи диодного моста выпрямляется;
• постоянный ток накапливается в аккумуляторах;
• из аккумуляторов при помощи инвертора происходит преобразование в переменный стабилизированный ток.

Ещё одним отличным и долговечным вариантом является дизельный ЭГ, преобразующий энергию топлива в электрическую. Топливо сгорает и преобразовывается из химического вида энергии в тепловую. Затем тепловая энергия преобразовывается в механическую. Затем происходит трансформация по старой схеме: механическая энергия в электрическую.

В синхронном ЭГ ротор выполняет роль постоянного магнита с полюсами, число которых колеблется от 2 и более. Однако должна соблюдаться кратность 2. Во время запуска ротор генерирует слабое электромагнитное поле, но в процессе увеличения частоты вращения появляется ток в обмотке возбуждения. Во время этого процесса появляется U, поступающее на устройство, контролирующее его значение при изменении электромагнитного поля. Генераторы синхронного типа отлично зарекомендовали себя благодаря стабильно вырабатываемому U. Однако у них есть существенный недостаток — возможна перегрузка по току, а также наличие щёточного узла, который приходится иногда обслуживать.

Принцип работы ЭГ асинхронного типа основан на постоянном нахождении в режиме «торможения с подвижной частью», вращающейся с опережением. Ротор бывает фазным и короткозамкнутым. Вспомогательное магнитное поле создаётся при помощи обмотки возбуждения и продолжает индуцироваться в роторе. От количества оборотов зависит частота тока и U.

Очень интересным источником электричества является электрохимический генератор. Энергия электрического типа получается из водорода. Он является химическим источником тока, так как проходит реакция этого типа взаимодействия молекул кислорода и водорода.

Однако этот источник довольно опасен. Ведь водород может и взорваться при больших количествах, а кислород выполняет роль катализатора. В очаге взрыва водорода произойдёт значительное возгорание, так как кислород усилит горение.

Кроме того, при использовании ЭГ нужно совместно с ними применять и устройства, регулирующие параметры U и частоты. Принцип работы устройства заключается в поддержании постоянных значений U и других параметров электроэнергии для качественного питания потребителей. Регулятор также защищает генератор от перегрузок и аварийного режима. При возникновении аварийной ситуации при наличии регулятора, генератор не запустится и останется в выключенном состоянии. Это возможно при КЗ в цепи потребителей. Эти приборы улавливают U, частоту и I, а также Ф.

Параметры домашней электрической сети

Основными параметрами электричества являются его напряжение и частота. Стандартное напряжение для домашних электросетей — 220 вольт. Общепринятая частота — 50 герц. Однако в США используется другое значение частоты — 60 герц. Параметр частоты задается генерирующим оборудованием и является неизменным.

Напряжение в сети конкретного дома или квартиры может быть отличным от номинала (220 вольт). На данный показатель влияет техническое состояние оборудования, сетевые нагрузки, загруженность подстанции. В результате напряжение может отклоняться от заданного параметра в ту или другую сторону на 20–25 вольт.

Скачки напряжения отрицательно сказываются на работоспособности электробытовой техники, поэтому подключения в домашней сети рекомендуется осуществлять через стабилизаторы напряжения.

Конверсионный асинхронный генератор переменного тока

Плюсы – легко можно приобрести, относительно дешевый, хорошо работает на низких оборотах, сравнительно не сложно переоборудовать.

Недостатки – большое внутреннее сопротивление, имеет малую эффективность на высоких скоростях вращения, а также для переоборудования необходимо выполнять работы на токарном станке.

Имеет среднюю пригодность к применению в ветроэлектростанциях.

Обычный асинхронный электродвигатель вполне возможно переоборудовать в генератор с постоянными магнитами. Эксперименты показывают, что после переделок данная электроустановка имеет довольно хорошие показатели при работе на низких скоростях, и гораздо худшие при работе на высоких скоростях.

Поскольку асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет в роторе обмотку для работы в двигательном режиме, то для переоборудования его необходимо эту обмотку удалить, и вместо нее установить постоянные магниты, превратив таким образом асинхронный электродвигатель в генератор с постоянными магнитами.

На практика такая установка способна выдавать 10-20 А. При увеличении скорости вращения такой установки ток возрастет незначительно, а остальная мощность будет тратиться на нагрев обмоток электрической машины. Обмотка асинхронных машин малой мощности выполнена тонкой обмоткой и не поддерживает большой ток. Например, для того же ветряка с диаметром в 2 метра пиковый ток не превысит 25 А.

Если вам не нужна большая сила тока при высоких скоростях, то асинхронный двигатель вполне неплохое решение. Желательно выбирать трехфазный электродвигатель, для снижения пульсаций в цепи постоянного тока, в который преобразуется переменный с генератора с помощью выпрямителя.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

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

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

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

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

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

Принципиальная схема автомобильного генератора

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

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Конструкция

Стоит подробнее рассмотреть, из чего состоит генератор, встроенный в автомобиль

Далее представлены основные детали конструкции столь важного в машине устройства

Статор

Статор генератора — это деталь, изготовленная из стали, толщина которой не превышает 10-11 мм. Добиваясь экономии металла, разработчики современного генератора изготовили данную деталь из отдельных элементов и придали ей форму подковы. Все листы конструкции скреплены между собой сварочным или заклепочным методами. В статоре более 30 пазов, предусмотренных для крепления обмотки. Изоляция статора обеспечивается специальным покрытием из эпоксидного компаунда или пленки.

Ротор

Система полюсов ротора отличается от системы в стандартных агрегатах. В ней две половины, каждый из которых имеет отдельный выступ, по форме напоминающий клюв. На каждом выступе — по шесть полюсов, напрессованных на вал.

Втулка устанавливается между полюсами, а обмотка закрепляется на ней. Вращающийся вал ротора изготавливают из стали низкой твердости, но это не мешает ему быть прочным и эффективно справляться с поставленной задачей. На конце вала резьба, а также шпоночный паз, фиксирующий шкив.

Узел выпрямления

Главным отличительным элементом современных автогенераторов переменного тока является узел выпрямления. Существует два типа используемых узлов:

1. Пластины, отводящие тепло. В них установлены силовые диоды, выпрямляющие ток.
2. Элементы со специальными ребрами для охлаждения. На них также установлены диоды, но они таблеточные.

Дополнительно к классификации можно отнести вспомогательный выпрямитель. В нем диоды содержатся в пластиковом корпусе, имеющем цилиндрическую форму. К схеме такой корпус подключают специальными шинами.

Регулятор напряжения

Данная деталь способствует поддержке необходимого напряжения внутри автогенератора. Благодаря этому достигается нормальная работа электрических систем, датчиков и других элементов, находящихся в системе транспортного средства.

Основа регуляторов напряжения — полупроводниковый элемент. Конструктивное исполнение подобных деталей может быть различным, но у всех одинаковая задача и один и тот же принцип действия.

Главное свойство регулятора — термокомпенсация. Оно представляет собой способность элемента менять показатель напряжения, поднимая или опуская его, если в процессе работы генератора были обнаружены изменения температуры за пределами рабочего пространства. Подобные махинации позволяют улучшить зарядку аккумулятора и снизить потребление ресурса.

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.

Вам это будет интересно Регулятор мощности нагрузки

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

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

Части генератора и принцип их работы

Части генератора и принцип их работы

Генератор — резервный источник питания, используемый при отключении электроэнергии, вызванном аварийными ситуациями, ненастной погодой, регламентными работами и другими факторами, влияющими на первичные источники энергии. Подобно бытовым генераторам и их способности снабжать дома электроэнергией во время отключения электроэнергии, коммерческие генераторы имеют ту же функциональность в большем масштабе.

Генераторы чрезвычайно важны для промышленных и коммерческих объектов, поскольку эти здания в значительной степени зависят от оборудования, требующего высокой номинальной мощности. Из-за высоких требований к мощности коммерческих предприятий, коммерческие генераторы больше и имеют более прочные компоненты, большие двигатели и более высокую выходную мощность.

Перед установкой нового генератора важно знать, как он работает и что делает каждая из его частей, чтобы обеспечить его эффективность и безопасность тех, кто работает рядом с ним.

Как работает генератор?

Каждый компонент генератора играет ключевую роль в том, как генератор производит энергию. Понимание базовой механики генератора поможет вам укрепить его простоту в эксплуатации и функциональность.

Одна из самых важных вещей, которые нужно понять о любом генераторе, это то, что они не создают энергию. Вместо этого они преобразуют энергию в полезную мощность с использованием постоянного или переменного тока.

Генераторы постоянного тока (DC) требуют аккумуляторной батареи или электромагнитной индукции с однонаправленным потоком для производства токов. Переменные токи (AC) текут от нуля к положительному максимуму, обратно к нулю, затем вниз к отрицательному максимуму и обратно к нулю.

Наиболее часто используемыми коммерческими генераторами являются дизельные и газовые генераторы. Как правило, дизельные генераторы имеют бак, прикрепленный или соединенный с большим баком, который пользователи заполняют топливом, который выступает в качестве их основного источника топлива. Затем двигатель использует это топливо, преобразуя его в механическую энергию, заставляя его включаться в цепь для создания электрического тока.

Например, дизельный генератор запускается и автоматически вырабатывает электроэнергию при отключении электроэнергии. Он делает это путем преобразования энергии от сжигания топлива, используя тепло, выделяемое при сжатии воздуха.

Генераторы природного газа обычно подключаются к трубопроводу природного газа, если в месте установки имеется вспомогательное оборудование для обеспечения стабильной подачи топлива. В некоторых случаях можно переоборудовать генератор природного газа для работы на пропане (СНГ), а затем подключить его к более крупным резервуарам с пропаном на месте для работы в режиме ожидания.

Из каких частей состоит коммерческий генератор?

Генераторы незаменимы в аварийных ситуациях и при отключении электроэнергии и состоят из многих частей, которые способствуют их функционированию. Каждая часть генератора имеет уникальное назначение, которое позволяет машине правильно работать и подавать энергию туда, где она вам нужна.

Поскольку предприятия и компании так сильно зависят от электричества, чтобы обеспечить безопасность своих сотрудников, а продукты — функциональными или пригодными для использования, важно понимать, как работает ваш генератор и что делает каждая его часть. Вот ключевые компоненты генератора, которые вы должны знать, чтобы понять, откуда берется резервное питание и как эти машины поставляют его на вашу рабочую площадку:

1. Топливная система

Одной из жизненно важных частей коммерческого генератора является топливная система. Прежде чем генератор сможет вырабатывать механическую энергию, вы должны снабдить его источником топлива, чтобы он мог преобразовывать этот источник — природный газ или дизельное топливо — в химическую энергию, которая преобразуется в механическую энергию и, в конечном итоге, в электрическую энергию.

Оценивая топливную систему промышленного генератора, начнем с топливного бака дизель-генераторов. Топливные баки дизельного генератора могут быть либо вспомогательными, либо баком, установленным на генераторе, известным как базовый дизельный бак. Количество топлива, которое может вместить бак, определяет его возможности по выработке энергии с точки зрения продолжительности. Проще говоря, чем больше бак дизельного топлива, тем дольше он может работать для питания генератора и обеспечения резервного питания в случае отключения электроэнергии. Часто эти емкости дизельного топливного бака рассчитываются в зависимости от размера и мощности дизельного генератора в кВт, включая предполагаемое потребление топлива и нагрузку. Базовые баки для дизельного топлива часто дополняют дизельный генератор и приблизительно определяют, сколько времени генератор будет работать в зависимости от мощности. Например, дизельный генератор мощностью 300 кВт с базовым дизельным баком на 555 галлонов будет считаться базовым дизельным баком на 24 часа.

К баку подсоединены трубы или топливопроводы, ведущие к двигателю генератора. Эти топливоперекачивающие трубы могут быть над или под землей и транспортировать топливо от хранилища к двигателю. Топливная система также включает в себя насосы, которые используют давление электродвигателей для забора топлива из внешнего бака и впрыскивания его в цилиндр двигателя.

Когда речь идет о генераторах природного газа, эти типы генераторов, как правило, должны быть подключены к магистральному газоснабжению. Это позволяет генератору природного газа иметь стабильную подачу топлива, исключая какие-либо коммунальные работы, модернизацию или отключение газоснабжения из-за природных или техногенных катастроф. Это означает, что нет необходимости беспокоиться о емкости хранилища топлива, пока основное коммунальное предприятие продолжает работать.
Важным примечанием к системам впрыска топлива является то, что генераторы, работающие на природном газе и дизельном топливе, используют разные системы впрыска и не являются взаимозаменяемыми. Эти различные источники топлива требуют времени впрыска и других подобных параметров, характерных для типа топлива.

Любое избыточное топливо, не впрыснутое в цилиндр, возвращается в бак. В конечном счете, возврат топлива в бак может снизить мощность двигателя, поскольку возвращенное топливо имеет более высокую температуру, чем хранящееся топливо. Это потому, что он поглощает тепло от форсунок. Если температура становится слишком высокой, система отключается. По этой причине многие генераторы включают охладители топлива, которые помогают регулировать температуру топлива.

Еще одно важное замечание о топливных системах генераторов заключается в том, что они имеют контрольное оборудование, так что вы можете контролировать насосы, резервуары для хранения, запасы топлива и обнаружение утечек.

2. Двигатель

Двигатель является еще одним ключевым элементом в составе коммерческих генераторов. Подобно двигателям, работающим на природном газе или дизельным двигателям в автомобилях, в генераторных двигателях химическая энергия или ваш источник топлива преобразуется в механическую энергию.

Различные генераторы имеют разные объемы двигателей, что важно учитывать при выборе или обслуживании двигателя вашей машины. Объем двигателя напрямую зависит от максимальной выходной мощности генератора в лошадиных силах (л.с.). Этот аспект означает, что более крупные двигатели могут генерировать большее количество выходной энергии, в то время как двигатели меньшего размера имеют меньшую выходную мощность.

С максимальной выработкой энергии связана лошадиная сила, единица измерения мощности двигателя. Максимальная вырабатываемая мощность соответствует мощности в лошадиных силах, а это означает, что более крупные двигатели с большей выходной мощностью имеют большую мощность, чем модели меньшего размера.

Horsepower также более подробно объясняет важность регулирования температуры топливного бака. Поскольку возвратное топливо теплее, чем хранящееся топливо, температура хранящегося топлива затем повышается. На каждые 10 градусов по Фаренгейту, когда температура хранящегося топлива превышает 100 градусов, мощность двигателя падает на 1%. Большие баки менее подвержены влиянию температуры возвращаемого топлива, что в конечном итоге позволяет более крупным двигателям продолжать работать с более высокой мощностью.

Размер двигателя генератора вашей компании будет соответствовать тому, сколько электроэнергии генератор должен производить. Более крупным компаниям и отраслям, которые в большей степени зависят от электричества, потребуются генераторы с более мощными двигателями.

Важно также отметить, что дизельные генераторы и генераторы, работающие на природном газе, отличаются тем, что двигатели генераторов, работающих на природном газе, имеют свечи зажигания и искровое зажигание, что необходимо учитывать при поиске резервного генератора. Это связано с тем, что генераторам природного газа потребуются более регулярные проверки и техническое обслуживание, чтобы гарантировать, что они могут продолжать работать с максимальной эффективностью, а также обеспечить соблюдение всех мер безопасности при эксплуатации генератора природного газа.

3. Генератор

Генератор переменного тока, также называемый генератором, превращает механическую энергию в электричество. Этот процесс начинается, когда двигатель сжигает топливо и передает его генератору. Генератор содержит два основных компонента, которые позволяют генератору эффективно и экономично производить энергию: статор и ротор.

Статор представляет собой стационарный компонент, содержащий набор электрических проводников, представляющих собой катушки, намотанные вместе с железным сердечником.

Ротор (Якорь) представляет собой движущийся компонент, создающий магнитную силу, заставляющую электроны двигаться и производящую электричество.

Статор — неподвижная часть генератора. Он содержит электрические проводящие катушки, намотанные вокруг железного сердечника. Ротор или якорь — это движущийся компонент, создающий магнитную силу. Магнитная сила заставляет электроны двигаться, что создает энергию.

В частности, ротор использует механическую энергию двигателя для движения вокруг статора и создания магнитного поля. Этот процесс создает различное напряжение или электрический потенциал между катушками статора, создавая переменный ток на выходе генератора.

4. Регуляторы напряжения

Автоматические регуляторы напряжения (АРН) — это автоматические устройства в генераторах, которые помогают поддерживать постоянный уровень напряжения. Являясь важным компонентом генераторов, они работают для стабилизации выходного напряжения, предотвращая колебания уровней напряжения и поддерживая переменный ток в нужном диапазоне уровней напряжения.

Эти регуляторы являются важной частью генератора, поскольку они помогают машине удовлетворять ваши коммерческие потребности в электроэнергии и требования к мощности вашего оборудования. Если генератор не поддерживает допустимое напряжение с постоянной скоростью, это негативно влияет как на производительность генератора, так и на работу любого оборудования, питаемого от генератора.

Все электроприборы и механизмы имеют различные диапазоны предпочтительного напряжения, в которых они работают с максимальной производительностью. Любой уровень напряжения выше или ниже этого диапазона может вызвать проблемы с производительностью или выход из строя устройства. Нерегулируемых генераторов или генераторов без автоматизированной системы регулирования напряжения недостаточно. Когда вырабатываемое напряжение постоянно меняется, это сокращает срок службы вашего прибора и самого генератора.

При длительном использовании несоответствующего напряжения эффективность вашего оборудования может необратимо снизиться и даже выйти из строя. Регулятор напряжения генератора помогает исключить повреждение оборудования или проблемы с безопасностью, вызванные колебаниями напряжения, поскольку АРН обеспечивают защиту от скачков напряжения, скачков напряжения и перегрузок генератора.

5. Системы охлаждения и выпуска

Постоянное использование генератора приводит к нагреву рабочих частей. Система охлаждения является неотъемлемой частью любого генератора для регулирования его температуры и предотвращения перегрева. Большинство генераторов имеют систему воздушного или жидкостного охлаждения для регулирования внутреннего тепла.

Генераторные системы с воздушным охлаждением полагаются на циркуляцию воздуха для снижения температуры генератора за счет всасывания воздуха из атмосферы и подачи его внутрь генератора. Одним из преимуществ этого типа системы охлаждения является то, что для нее не требуется насос охлаждающей воды или какие-либо соединительные шланги. Он также требует меньше обслуживания из-за простоты воздушной системы. Однако генераторы с воздушным охлаждением могут перегреваться при длительном использовании, что может привести к их выходу из строя или непоправимому повреждению.

В системах жидкостного охлаждения используются охлаждающие жидкости или масло с радиатором и водяным насосом для регулирования внутренней температуры генератора. Насос использует сеть шлангов для подачи охлаждающей жидкости к двигателю, где жидкость поглощает тепло и направляется к радиатору для воздушного охлаждения. Эти системы охлаждения стоят дороже в эксплуатации и стоят дороже. Кроме того, они часто требуют большего внимания и обслуживания, поскольку представляют собой более сложные системы.

Кроме того, поскольку генераторы выделяют пары, содержащие опасные химические вещества, необходимо иметь установленную систему для удаления этих паров. Для выхлопных систем генератора требуется выхлопная труба, которая заканчивается снаружи и ведет от точек входа, дверных проемов и мест с интенсивным движением.

6. Система смазки

Подобно любой другой машине с движущимися частями, генераторы опираются на шестерни и рычаги, и эти движущиеся части часто создают трение. Чтобы эти детали могли легко двигаться, генераторам требуется смазка. Смазка — это жидкость или масло, предназначенное для разделения внутренних компонентов генератора.

Что касается генераторов и их двигателей, смазочные материалы служат четырем основным целям. Во-первых, он создает пленочное разделение между движущимися частями двигателя, чтобы предотвратить контакт металла с металлом. Он также создает масляную пленку, образующую газонепроницаемое уплотнение между поршневыми кольцами и цилиндром. Кроме того, смазка отводит тепло, выделяемое двигателем. Наконец, это помогает поддерживать чистоту внутренней поверхности двигателя.

Генераторы

полагаются на систему смазки, которая устраняет трение между поверхностями, соприкасающимися в обычных условиях эксплуатации. Производители используют тонкий слой смазки на трущихся поверхностях, чтобы уменьшить сопротивление трению.

Важно по возможности избегать сухого трения и сопротивления трению, так как трение может привести к механическому износу и снижению эффективности генератора. Правильно смазанная система позволяет генератору выполнять свою работу, а также улучшает и продлевает срок службы и надежность машины.

7. Аккумулятор

Аккумуляторы являются важной частью генератора, потому что они обеспечивают питание, необходимое для запуска машины во время отключения электроэнергии. Когда электричество отключено и вам нужен генератор, у машины нет другого источника энергии, кроме аккумулятора. В частности, аккумуляторы питают стартер двигателя и панели управления. Некоторые генераторы даже имеют дополнительную батарею на случай выхода из строя основной.

Поскольку выход из строя аккумуляторной батареи является одной из основных причин отказа генератора. Поэтому важно проводить плановые проверки аккумуляторов. Проверка требует, чтобы вы очистили и затянули любые ослабленные или грязные соединения и убедились, что сульфаты не накапливаются на аккумуляторе. Также важно знать срок годности батареи вашего генератора. Его емкость со временем будет уменьшаться и упадет ниже 80% от ее нормальной емкости. Общее практическое правило, когда речь идет о батареях, заключается в том, что вы должны заменять их каждые 4 года, чтобы обеспечить эффективность и работоспособность.

8. Полозья

Основная рама или салазки — это основное основание, на котором монтируются генератор и его компоненты. В помещении с генератором полозья часто крепятся к полу, чтобы обеспечить их надежную фиксацию. Этот салазок выступает в качестве основного основания генераторной установки и обеспечивает большую гибкость, помимо удержания частей и компонентов генератора.

Генераторы, установленные на салазках, позволяют пользователям добавлять кожух поверх генераторной установки, который может обеспечить защиту от атмосферных воздействий или даже шумоизоляцию с преимуществами защиты от атмосферных воздействий для генераторов, установленных на открытом воздухе. Для генераторов природного газа салазки и кожух монтируются на бетонную подушку. Бетонная подушка измеряется и заливается, чтобы выдержать вес генератора, и обычно устанавливается с учетом стоек, креплений виброизолятора и вырезов для кабельных соединений.

Дизельные генераторы

также могут быть установлены сверху базового дизельного бака через салазки, что позволяет дизельному генератору иметь подачу топлива, прикрепленную непосредственно к агрегату. Для таких наружных установок дизельные генераторы также монтируются на бетонную подушку, которая не только поддерживает вес генератора, но и учитывает вес базового дизельного бака.

Портативные генераторы используют даже салазки. Большинство портативных генераторов являются дизельными генераторами. Это означает, что генераторная установка монтируется на салазках, звукопоглощающий кожух крепится к салазкам, а базовый бак закрепляется под салазками. Затем весь этот пакет монтируется на трейлер, который позволяет пользователям перемещать генератор с места на место по мере необходимости.

Чтобы генераторы соответствовали коду и функционировали должным образом, вам нужно спланировать рамы перед установкой, так как у вас будет много соображений. В частности, вы хотите избежать установки вашего генератора в месте, где недостаточно места для установки и обслуживания. Вы также хотите предотвратить перегрузку площадки генератора и несоблюдение правовых или нормативных требований, которые могут привести к штрафам или остановке генератора.

9. Панель управления

Панель управления генератором представляет собой набор компонентов, отображающих детали и параметры, включая ток, напряжение и частоту. Представленные на встроенных дисплеях, манометрах или измерителях, панели управления обычно имеют переключатели или кнопки для обеспечения работы генератора.

Новые панели управления имеют программируемые модули, в то время как более старые полагаются на аналоговые методы и ручную настройку. В панелях управления есть микропроцессор, который использует входные данные от датчиков для предоставления обратной связи о генераторе на панели управления. Эта настройка позволяет генератору контролировать себя и управлять любыми процессами, которые могут быть нерегулярными.

Например, одной из наиболее распространенных настроек обратной связи является температура. Если двигатель перегревается, датчики оповещают панель управления и соответствующим образом корректируются, находя решение, например, отключая машину, чтобы предотвратить повреждение.

Эти панели управления позволяют операторам видеть функции системы, диагностику и текущий статус оператора генератора. Поскольку генераторы представляют собой тяжелые механизмы, они подвержены перегреву, износу в результате постоянного использования, колебаниям скорости и усталости двигателя. Важно следить за критически важными функциями вашего генератора, такими как температура масла и охлаждающей жидкости.

10. Корпус

Основным назначением корпусов генераторов является защита и снижение шума машины. Прежде чем выбрать корпус для вашего генератора, рассмотрите свои приоритеты. Вы можете выбрать один из двух типов кожухов для генераторов: атмосферостойкие и шумопоглощающие кожухи.

Всепогодные корпуса

обеспечивают защиту от влаги и экстремальных температур. Тем не менее, эти корпуса обычно обеспечивают самый минимум и не имеют каких-либо особых функций, которые отличают их от других, за исключением, возможно, включения более эффективных методов защиты от непогоды.

Звукопоглощающие кожухи защищены от атмосферных воздействий и снижают уровень шума, создаваемого генератором. Генераторы могут сильно шуметь, и чем мощнее машина, тем больше шума она будет создавать. Это может беспокоить окружающих, нарушать правила и наносить вред работникам или тем, кто находится поблизости.

Найдите подходящий генератор от Woodstock Power

Компания Woodstock Power гордится тем, что предоставляет нашим клиентам качественные и доступные по цене электрические системы, начиная от генераторов и заканчивая системами бесперебойного питания и трансформаторами. Предлагая только проверенное, обслуживаемое и проверенное оборудование, мы гарантируем, что вы можете положиться на нашу продукцию.

У нас есть отраслевые эксперты с глубокими знаниями, которые помогут вам найти генераторы и продукты, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям и бюджету. Наша приверженность поставке надежного, рентабельного и высококачественного оборудования помогает нам удовлетворять потребности в электроэнергии компаний разного размера по всей территории Соединенных Штатов.

Чтобы узнать больше о Woodstock Power, заполните нашу контактную форму или позвоните нам по телефону 610-658-3242, если у вас возникнут вопросы или проблемы.

Поделиться с

NEWS :: Siam Generator

Основные компоненты генератора можно в целом классифицировать следующим образом:

— двигатель

— генератор

— Топливная система

— Регулятор напряжения

— Система охлаждения и выхлопных газов

— Система смазки

— зарядное устройство для батареи

— Панель управления

— Main / Rame Assembly

Engin источник механической энергии, подаваемой на генератор. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности генератора.

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при оценке двигателя генератора. Следует проконсультироваться с производителем двигателя для получения полных спецификаций, графиков работы двигателя и технического обслуживания.

Используемый тип топлива — Генераторные двигатели работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан. (в жидкой или газообразной форме) или природный газ Небольшие двигатели обычно работают на бензине, а более крупные двигатели работают на дизельном топливе, сжиженном пропане, пропановом газе или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двух видах топлива, как дизельном, так и газовом, в двухтопливном режиме.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока, также известный как «генератор», является частью генератора, который вырабатывает энергию от механического входа, обеспечиваемого двигателем. Он состоит из сборки движущихся и движущихся частей, заключенных в корпус машины. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электрический ток.

Топливная система

Как правило, топливный бак имеет достаточную емкость, чтобы поддерживать работу генератора в среднем от 6 до 8 часов. В случае небольшого генератора топливный бак является частью основания генератора или установлены. На верхней части рамы генератора Для коммерческого применения может потребоваться построить и установить внешний топливный бак.

Типичными особенностями топливной системы являются следующие:

— Соединение трубопроводов от топливного бака к двигателю Подающая линия подает топливо из бака в двигатель, а обратная линия подает топливо от двигателя к двигателю. бак.

— Выхлопная труба для масляного бака Топливный бак имеет вентиляционный шланг для предотвращения образования давления или вакуума во время заполнения и слива из бака. При заправке топливом убедитесь, что между форсункой и топливным баком имеется металлический контакт, чтобы избежать искрения.

— перепускной штуцер от топливного бака к сливному шлангу Это необходимо для того, чтобы перелив при заполнении бака не пролил жидкость на генераторную установку.

— Топливный насос Перекачка топлива из основной накопительной цистерны в расходную цистерну. Топливный насос обычно электрический.

— Топливный водоотделитель/топливный фильтр Отделяет воду и посторонние частицы от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.

— Топливная форсунка Распыляет жидкое топливо и впрыскивает необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Регулятор напряжения

Этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Это процесс регулирования напряжения цикла. Пока генератор не начнет вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное возможности работы на полную мощность. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения производит меньше постоянного тока. Когда генератор полностью заработает, регулятор напряжения перейдет в равновесное состояние и будет производить постоянный ток, достаточный для поддержания выходной мощности генератора на полную мощность.

Системы охлаждения и выхлопа

— Система охлаждения Непрерывная работа генератора нагревает компоненты. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, выделяющегося в процессе. Иногда в качестве охлаждающей жидкости для генератора используется сырая/пресная вода. Но они в основном ограничены такими ситуациями, как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью 2250 кВт и более. Иногда водород используется в качестве охлаждающей жидкости для обмоток статора крупных генераторов. Поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты, водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения с деминерализованной водой в качестве смазки. холод Вот почему рядом с крупными генераторами и небольшими электростанциями часто стоят большие градирни. Для других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартные радиаторы и вентиляторы устанавливаются на генераторную установку и функционируют как первичная система охлаждения.

** Необходимо регулярно и ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости генератора. Систему охлаждения и насос сырой воды следует промывать каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать в открытом, хорошо проветриваемом помещении с достаточным количеством свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы со всех сторон генератора оставалось как минимум 3 фута свободного пространства, чтобы обеспечить свободный поток холодного воздуха**.

Выхлопные газы

Выхлопная система генератора аналогична выхлопной системе. От дизельных или бензиновых двигателей и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться надлежащим образом. Поэтому крайне важно, чтобы была установлена ​​достаточная вытяжная система для удаления дымовых газов. Этот момент невозможно переоценить, так как отравление угарным газом остается одной из самых распространенных причин смерти в районах, пострадавших от ураганов, поскольку люди часто не задумываются об этом, пока не становится слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, ковкого чугуна или стали. Глушитель обычно крепится к двигателю с помощью гибкого соединителя, чтобы уменьшить вибрацию и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Необходимо убедиться, что выхлопная система генератора не подключена к какому-либо другому оборудованию. Кроме того, работа генератора должна быть одобрена местными властями или в соответствии с местным законодательством.

Система смазки

Поскольку генератор содержит движущиеся части двигателя, его необходимо смазывать. Для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного времени двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе.

** Уровень смазки следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Утечки смазочного масла следует проверять и заменять каждые 500 часов работы генератора**.

Зарядка батареи

Зарядное устройство батареи поддерживает заряд батареи генератора, подавая точное «плавающее» напряжение. Если плавающее напряжение очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Он также является полностью автоматическим и не требует каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является плавающим напряжением. Подходит для свинцово-кислотных аккумуляторов Зарядное устройство имеет отдельный выход постоянного напряжения, который будет мешать нормальной работе генератора.

Панель управления

— электрический запуск и отключение Панель управления автоматическим запуском автоматически запускает генераторную установку при отключении электроэнергии, контролирует работу генератора и автоматически отключается, когда он больше не нужен.

— датчики двигателя Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости. Напряжение аккумуляторной батареи, частота вращения двигателя и период работы. Постоянное измерение и контроль этих параметров позволяет отключать встроенный генератор, когда они пересекают соответствующий пороговый уровень.

— манометр генератора На панели также есть метр для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.

— Прочие органы управления, переключатель фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем. (ручной режим, автоматический режим) и многое другое.

Основная часть / рама в сборе

Переносной или стационарный генератор Каждая единица имеет индивидуальный корпус, обеспечивающий опорную конструкцию. Рама также допускает заземление в целях безопасности.

Работает на Froala Editor

Powered by Froala Editor

Powered by Froala Editor

Powered by Froala Editor

Powered by Froala Editor

9 компонентов генератора

Генератор состоит из 9 основных компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

1. Двигатель : Является источником входной механической энергии для генератора. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может обеспечить генератор. Есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при оценке двигателя вашего генератора. Производитель спецификаций работы двигателя и графиков технического обслуживания.
   • Тип используемого топлива. Генераторные двигатели работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном виде) или природный газ. Двигатели меньшего размера обычно работают на бензине, а двигатели большего размера работают на дизельном топливе, сжиженном пропане, газе пропан или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двух видах топлива: дизельном и газовом.
   • Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) по сравнению с двигателями без OHV. Двигатели с верхним расположением клапанов отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не установлены на блоке цилиндров. ОХВ

2. Генератор переменного тока : известен как «Genhead» и представляет собой часть генератора, который вырабатывает электрическую мощность из механического входа, подаваемого двигателем. Он содержит сборку неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, что, в свою очередь, генерирует электричество.
   • Статор – Стационарный компонент, который содержит набор электрических проводников, намотанных на железную руду.
   • Ротор/якорь – подвижный компонент, создающий вращающееся магнитное поле за счет 1) индукции, 2) постоянных магнитов, 3) использования возбудителя.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность потенциалов между обмотками этого статора. Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.

Ниже приведены факторы, которые необходимо учитывать при оценке генератора переменного тока:

• • a) Металлический корпус в сравнении с пластиковым. Цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора переменного тока. Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к оголению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и представляет опасность для пользователя.
  Шариковые подшипники
  • по сравнению с игольчатыми подшипниками. Шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.
  • Бесщеточная конструкция. Генератор переменного тока, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания, а также производит более чистую энергию.

3. Топливная система – Топливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы поддерживать работу генератора в среднем в течение 6–8 часов. В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью основания генератора. Для коммерческого применения может потребоваться установка внешнего топливного бака. К общим характеристикам топливной системы относятся:
   • Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю – подающая линия направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо из двигателя в бак.
   • Вентиляционная трубка топливного бака – в топливном баке имеется вентиляционная трубка для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и опорожнения бака.
   • Перепускной штуцер от топливного бака к дренажной трубе – необходим для того, чтобы любой перелив во время заправки бака не привел к попаданию жидкости в генераторную установку
   • Топливный насос — перекачивает топливо из основного бака хранения в расходный бак. Топливный насос обычно имеет электрический привод.
   • Топливный водоотделитель/топливный фильтр — отделяет воду и посторонние частицы от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.
   • Топливная форсунка — распыляет жидкое топливо и впрыскивает необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.
4. Регулятор напряжения – Регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описывается, как каждый компонент регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описан ниже для каждого компонента, который играет роль в циклическом процессе регулирования напряжения.
   • Регулятор напряжения: преобразует переменное напряжение в постоянный ток.
   • Обмотки возбуждения: преобразуют постоянный ток в переменный.
   • Вращающиеся выпрямители: преобразуют переменный ток в постоянный.
   • Ротор/якорь: преобразует постоянный ток в переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет выдавать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения производит меньший постоянный ток. Как только генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, достаточный для поддержания выходной мощности генератора на полном рабочем уровне.

5. Системы охлаждения и выхлопа – постоянное использование генератора приводит к нагреву его различных компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода выделяемого тепла.
   • Пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но это в основном ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях. Водород можно использовать в качестве хладагента для обмоток статора крупных генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Для обычных применений, как жилых, так и промышленных, на генератор устанавливаются стандартный радиатор и вентилятор, которые работают как первичная система охлаждения.

Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости генератора. Систему охлаждения и насос сырой воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать в открытом и вентилируемом помещении с достаточным притоком свежего воздуха.

Выхлопная система – выхлопные газы генератора ничем не отличаются от выхлопных газов любого другого дизельного или бензинового двигателя и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо правильно обращаться. Следовательно, необходимо установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов.

6. Система смазки . Поскольку двигатель генератора содержит движущиеся части, для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени требуется смазка. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе. Вы должны проверять уровень смазочного масла каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять наличие утечек смазки и заменять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.
7. Зарядное устройство — Функция запуска генератора работает от батареи. Зарядное устройство батареи поддерживает заряд батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если плавающее напряжение очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным. Если плавающее напряжение очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением плавающего напряжения для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство имеет изолированный выход постоянного напряжения, который не мешает нормальной работе генератора.
   • Панель управления — пользовательский интерфейс генератора, содержит средства для электрических розеток и органов управления. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из основных особенностей:
   • Электрический запуск и остановка. Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически выключают устройство, когда оно больше не требуется.
   • Манометры двигателя – разные манометры показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы, постоянное измерение и контроль этих параметров позволяет встроенное отключение генератора при любой из них пересекают соответствующие пороговые уровни.
   • Датчики генератора – на панели управления также есть датчики для измерения выходного тока, напряжения и рабочей частоты.
   • Прочие элементы управления — переключатель фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.
8. Панель управления
   Это пользовательский интерфейс генератора, содержащий средства для электрических розеток и органов управления. В следующей статье приведены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.
   • Электрический запуск и отключение — панели управления автоматическим запуском автоматически запускают генератор при отключении электроэнергии, контролируют работу генератора и автоматически выключают его, когда он больше не нужен.
   • Датчики двигателя. Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы.