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

Что такое генератор переменного тока. Как устроен и работает генератор переменного тока. Какие бывают виды генераторов переменного тока. Каковы особенности однофазных и трехфазных генераторов. Как подключить генератор переменного тока.

Содержание

Что такое генератор переменного тока и как он устроен

Генератор переменного тока — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Основными элементами конструкции генератора переменного тока являются:

Статор — неподвижная часть с обмотками, в которых индуцируется ЭДС
Ротор — вращающаяся часть с обмоткой возбуждения или постоянными магнитами
Контактные кольца и щетки (в некоторых конструкциях) для подвода тока к обмотке ротора
Подшипники для вращения ротора
Корпус для крепления всех элементов

Статор обычно выполняется в виде полого цилиндра из электротехнической стали. В пазах статора расположены обмотки, в которых при вращении ротора наводится ЭДС. Ротор представляет собой вал с закрепленными на нем полюсами и обмоткой возбуждения или постоянными магнитами.

Принцип работы генератора переменного тока

Принцип действия генератора переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции. При вращении ротора его магнитное поле пересекает обмотки статора, индуцируя в них переменную ЭДС. Основные этапы работы:

Механическая энергия приводит во вращение ротор генератора
Магнитное поле ротора пересекает обмотки статора
В обмотках статора индуцируется переменная ЭДС
Переменный ток поступает во внешнюю цепь

Частота вырабатываемого тока зависит от скорости вращения ротора и числа пар полюсов. Напряжение регулируется изменением тока возбуждения ротора.

Основные виды генераторов переменного тока

Существует несколько основных типов генераторов переменного тока:

1. Синхронные генераторы

Особенности синхронных генераторов:

Частота тока пропорциональна скорости вращения ротора
Обмотка возбуждения питается постоянным током
Могут работать как автономно, так и параллельно с сетью
Широко применяются на электростанциях

2. Асинхронные генераторы

Основные характеристики асинхронных генераторов:

Простая конструкция без обмотки возбуждения на роторе
Для возбуждения требуется реактивная мощность от сети
Частота тока немного отличается от скорости вращения ротора
Применяются в ветрогенераторах, малых ГЭС

Однофазные и трехфазные генераторы переменного тока

По числу фаз генераторы переменного тока делятся на однофазные и трехфазные:

Однофазные генераторы

Особенности однофазных генераторов:

Вырабатывают переменный ток одной фазы
Простая конструкция
Небольшая мощность (обычно до 5 кВт)

Применяются в бытовых целях, на дачах, в мастерских

Трехфазные генераторы

Характеристики трехфазных генераторов:

Вырабатывают три фазы переменного тока
Более сложная конструкция
Высокая мощность
Экономичная передача электроэнергии
Применяются в промышленности, на электростанциях

Схемы подключения генераторов переменного тока

При подключении генераторов переменного тока используются следующие основные схемы:

Схема «звезда»

Особенности подключения по схеме «звезда»:

Концы обмоток соединяются в общей нулевой точке
Линейное напряжение в 1,73 раза выше фазного
Применяется в трехфазных сетях с нейтралью

Схема «треугольник»

Характеристики схемы «треугольник»:

Обмотки соединяются последовательно в замкнутый контур
Линейный ток в 1,73 раза выше фазного
Используется в трехфазных сетях без нейтрали

Выбор схемы подключения зависит от конкретного применения генератора и параметров нагрузки.

Регулирование напряжения генераторов переменного тока

Для стабилизации выходного напряжения генераторов переменного тока применяются различные системы регулирования:

Изменение тока возбуждения ротора
Применение автоматических регуляторов напряжения (АРН)
Использование компаундирования — компенсации падения напряжения
Электронные системы управления возбуждением

Современные генераторы оснащаются микропроцессорными системами регулирования, обеспечивающими высокую точность стабилизации напряжения при изменении нагрузки.

Применение генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока широко используются в различных сферах:

Электростанции (тепловые, гидро, атомные)
Автономные источники питания (дизель-генераторы)
Транспорт (автомобили, локомотивы)
Ветроэнергетика
Малая энергетика (мини-ГЭС)
Бытовые автономные генераторы

Генераторы переменного тока являются основным источником электроэнергии в современных энергосистемах. Их широкое применение обусловлено простотой конструкции, высокой эффективностью и возможностью получения высокого напряжения.

устройство, принцип работы и схемы подключения, виды генераторов, особенности их конструкции и работы

08.05.2020

Генераторный узел представляет собой электродвигатель, предназначенный для преобразования механической энергии в электрическую. В зависимости от типа и назначения габариты, устройство и принцип работы генераторов переменного тока могут будут отличаться.

Образование электродвижущей силы в обмотках статорного механизма осуществляется после появления электрополя. Для последнего характерны вихревые образования. Данные процессы происходят в результате изменения магнитного потока. Причем последний меняется из-за быстрого вращения роторного механизма.

Ток от него поступает в электроцепь посредством контактных элементов, выполненных в виде деталей скольжения. Для более упрощенного прохождения напряжения к концам обмотки производится подсоединение колец. К этим контактным составляющим подключаются неподвижные щеточные элементы. С их помощью между электропроводкой и обмоткой роторного устройства появляется связь.

В витках магнитного элемента происходит образование поля, в нем формируется ток небольшой величины. По сравнению с напряжением, которое выдает простейший генераторный агрегат на внешнюю электроцепь. Если узел характеризуется небольшой мощностью, то в нем поле образует постоянный магнит, который может прокручиваться. Благодаря такому устройству и принципу работы генератора переменного тока в целом упрощается вся система. Поэтому из конструкции можно убрать щетки и контактные элементы.

Повышенной частоты. В основе принципа функционирования устройства лежит процесс изменения магнитного потока, достигающегося путем вращения роторного механизма касательно неподвижного статора. Такой тип агрегатов используется преимущественно для питания антенн длинноволновых станций на расстоянии до 3 км. Подключать устройства для работы с более короткими волнами не получится, поскольку необходимо увеличить значение частоты.
Гидротурбинные агрегаты работают за счет активации гидравлической турбины, которая приводит в движение узел. В таких устройствах роторный механизм устанавливается на одном шкиве с колесом турбинного элемента. Его мощность может составить до 100 тысяч кВт, если скорость вращения будет 1500 оборотов в минуту, а напряжение — до 16 тыс. В. По массе и габаритам такой тип агрегатов считается самым большим, поскольку в них диаметр одного ротора составляет 15 метров. На величину мощности кружения турбины влияют три параметра — скорость вращения, длина электролинии, а также маховый момент роторного механизма.
Паротурбинные агрегаты, которые приводятся в действие посредством активации паровой турбины. Такой тип устройств функционирует со скоростью вращения 1,5-3 тысячи оборотов в минуту и они бывают двухполосными и четырехполосными. Роторный механизм выполнен в виде большого железного цилиндра, оснащенного прямоугольными пазами, внутри элемента располагается обмотка возбуждения. Корпус статорного устройства всегда неразъемный и выполнен из стали. Общий диаметр агрегата составляет до 1 метра, однако длина его ротора может быть до 6,5 м.

Статорный механизм или неподвижная составляющая агрегата. В обмотке этого устройства посредством образования магнитного поля появляется ЭДС, которая идет на наружную электроцепь оборудования. Благодаря таким конструктивным особенностям в цепях нагрузок синхронных электрогенераторов не используются скользящие контакты. Магнитный поток от оборудования, который появляется посредством вращения ротора, возбуждается от стороннего источника. Последний монтируется на общем валу или может подключаться к нему с помощью муфты либо ременной передачи.

Принцип действия может незначительно отличаться в зависимости от типа устройства — явнополюсного либо неявнополюсного. Количество пар полюсных элементов роторного механизма определяется скоростью вращения узла. Если частота образующейся ЭДС составляет 50 Гц, то при 3 тысячах об/мин неявнополюсное устройство обладает одной парой полюсов. В явнополюсных агрегатах, вращающихся при 50-750 оборотах в минуту, количество пар полюсных элементов составит от 60 до 4.

В маломощных синхронных агрегатах питание обмотки возбуждения осуществляется посредством воздействия выпрямленного тока. Электроцепь появляется в результате активации трансформаторных устройств, которые входят в общую цепь нагрузки узла. Также она включает в себя полупроводниковый выпрямительный блок, который может собираться по любой схеме, но обычно как трехфазный мост. Основная электроцепь включает в себя обмотку возбуждения агрегата с регулировочным реостатным устройством.

Такой узел представляет собой устройство, производящее электроэнергию с использованием принципа действия асинхронного двигателя. Данный тип агрегатов именуется индукционным. Асинхронное устройство обеспечивает оперативный поворот роторного механизма, а его скорость вращения намного выше по сравнению с синхронным. Простой двигатель может применяться в качестве генераторной установки без дополнительных настроек.

Основными составляющими элементами данного типа устройств считаются статорный механизм и ротор. Первый является неподвижным, а второй прокручивается внутри него. Ротор отделен от статорного механизма воздушным зазором. Чтобы снизить величину вихревых токов, сердечники составляющих элементов делаются из отдельных листов электротехнической стали. Их толщина в зависимости от производителя может составить от 0,35 до 0,5 мм. Сами листы оксидируются при изготовлении, то есть подвергаются термической обработке, что позволяет увеличить их поверхностное сопротивление.

Сердечник статорного механизма устанавливается внутрь станины, которая является наружной частью агрегата. На внутренней стороне детали располагаются пазы, в них находится обмотка. Статорная электрообмотка зачастую выполняется из катушек с небольшим шагом. В ее основе используется медный изолированный проводник.

Асинхронный тип двигателей производит электроэнергию при увеличенной скорости прокручивания роторного механизма. Этот параметр всегда выше, чем у синхронных агрегатов. При прокручивании роторного устройства и выработки электричества потребуется сильный крутящий момент. Если в двигателе используется так называемый вечный холостой ход, это обеспечит равную скорость прокручивания в течение всего ресурса эксплуатации установки.

Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.

Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.

Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.

Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).

Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.

Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.

При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.

В таких устройствах источником механической энергии является двигатель. Агрегат относится к классу четырехконтактных карбюраторных ДВС. В бензогенераторах используются двигатели, рассчитанные на 1-6 кВт. В продаже можно встретить агрегаты, разработанные для функционирования при 10 кВт, с их помощью можно обеспечить питание всех световых и электроприборов в частном доме.

Бензогенераторы могут похвастаться невысокой стоимостью и длительным ресурсом эксплуатации, хотя по сравнению с дизельными — они немного меньше. Выбор агрегата осуществляется с учетом нагрузок, в условиях которых он будет функционировать. Если узел работает с большим пусковым током и применяется для электросварки, то лучше отдать предпочтение синхронным устройствам. При выборе асинхронного типа агрегата двигатель сможет справиться с пусковыми токами. Но важно, чтобы генераторная установка была полностью загружена, в противном случае топливо будет расходоваться нецелесообразно.

Мощность генераторной установки полностью определяется аналогичным параметром самого двигателя. Если она будет невысокой, к примеру, для запитки бытового электрооборудования, то лучше отдать предпочтение бензиновым установкам. Дизельный тип агрегатов целесообразно использовать там, где требуется высокая мощность. Двигатели внутреннего сгорания обычно применяются с верхней установкой клапанов. Они обладают более компактными размерами, а также высокой надежностью.

Кроме того, дизельные ДВС при функционировании выделяют меньше токсичных газов, опасных для здоровья человека, и более удобны в плане ремонта. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение агрегатам, корпус которых выполнен из стали, так как пластмасса имеет меньший ресурс использования.

Напряжение, которое они вырабатывают, стабильнее. В среднем, если бак заправлен дизельным горючим под завязку, это обеспечит возможность работы генератора в течение семи часов. Если агрегат будет установлен стационарно, то его конструкцию можно дополнить внешним резервуаром для залива топлива.

Производство электрической энергии осуществляется аналогично, как на любой классической модели генератора. В первую очередь производится выработка переменного тока. Он выпрямляется и подается на инверторный узел, а затем преобразуется опять в переменный, только с необходимыми техническими параметрами.

Использование инверторных устройств актуально в случае, когда требуемая величина мощности составляет не больше 6 кВт. Если агрегат будет использоваться на постоянной основе, то лучше отдать предпочтение классическому типу.

Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.

Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.

Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать. Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.

Сердечник собран из тонких стальных пластин с лаковой изоляцией между ними. Катушки вложены в пазы внутри статора, распределены на три фазы и включены по схеме «звезда». Каждая фаза состоит из шести параллельно соединенных обмоток. Статор с обмоткой зажимается между половинами корпуса с крышками.

Ротор состоит из вала с полюсными наконечниками и обмоткой возбуждения. Питание обмотки возбуждения осуществляется через щетки и контактные кольца. Вал ротора вращается в двух подшипниках, установленных в крышках корпуса. Привод ротора через шкив. Для охлаждения генератора имеется крыльчатка, вращающаяся вместе со шкивом.

Рис. 1. Трехфазный синхронный генератор Г-250 переменного тока с электромагнитным возбуждением: а — устройство: 1 и 4 — крышки; 2 — статор; 3 — полюсные наконечники; 5 и 11 — подшипники о уплотнением; 6 — шкив; 7 — крыльчатка; 8 — изолятор; 9 — щетка; 10 — контактные кольца; 12 — вал; 13 — обмотка возбуждения

Выводные концы фазных обмоток статора соединяются с выпрямителем.
В генераторах переменного тока применяются полупроводниковые выпрямители (селеновые и кремниевые), пропускающие ток лишь в одном направлении. Селеновые выпрямители сравнительно велики по размерам и чувствительны к перегреву; кремниевые малогабаритны и не теряют своих свойств при нагревании до 150 °С. Генератор Г-250 имеет кремниевый выпрямитель, состоящий из шести кремниевых элементов.
Полупроводники отличаются направленной электропроводностью, то есть их сопротивление при пропуске электрического тока в одном направлении мало, а в обратном велико Это достигается наличием нескольких слоев, отличающихся свойствами электропроводимости. Двухслойный полупроводник называется диодом, трехслойный — триодом или транзистором. Транзистор имеет три электрода: Э — эмиттер, К — коллектор и Б — база. Исходные материалы полупроводников и границы между слоями не должны содержать нежелательных примесей.

Наибольшее распространение на современных тракторах получили трехфазные генераторы переменного тока типа Г-304 и Г-305 с электромагнитным возбуждением. Для зарядки аккумуляторной батареи переменный ток здесь преобразуется в постоянный при помощи встроенного в генератор трехфазного кремниевого выпрямителя, собранного по мостовой схеме.
Электрическая схема генератора Г-304 изображена на рисунке 2, а. Две обмотки возбуждения генератора ОВГ соединены параллельно и связаны с одной стороны «массой», а с другой выведены на клемму Ш. Фазовые обмотки генератора ФО соединены в треугольник, а концы фаз выведены на панель переменного тока и подключены к выпрямителю В.
Выпрямитель состоит из шести кремниевых диодов: трех прямой полярности и трех обратной. Диоды прямой и обратной полярности соединены между собой попарно, и к каждой такой паре присоединена фаза. Положительная полярность выпрямителя выведена на клемму В, а отрицательная — на «массу».

Конструкция генератора такого типа показана на рисунке 2, б. Статор собран из пластин, изготовленных из электротехнической стали. На внутренней поверхности статора имеется девять выступов для крепления катушек фазных обмоток. Каждая из таких обмоток состоит из трех последовательно соединенных катушек. Обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек: передней и задней, включенных во внешнюю цепь генератора параллельно.
Ротор имеет вал, вращающийся в двух шариковых подшипниках. В средней части на вал напрессован пакет из листов электротехнической стали с шестью выступами на наружной поверхности. Ротор при вращении обеспечивает коммутацию магнитного поля, созданного обмотками возбуждения, при этом в фазных обмотках индуктируется переменная э. д. с.

Рис. 2. Генератор Г-304 с кремниевым выпрямителем и реле-регулятором РР-362: а — схема генератора с контактно-транзисторным реле-регулятором РР-362; б _ устройство генератора; 1, 4 и 6 — крышки; 2 — вал ротора; 3 — статор; 5 — лапа; 7 — подшипник; 8 и 12 — катушки обмотки возбуждения; 9 — стяжной винт; 10 — обмотка статора; 11 — ротор; 13 — втулка электромагнита; 14 — шайба; 15 — уплотняющее кольцо; 16 — выпрямитель; 17 — шкив;. 18 — гайка; 19 — колодка; 20 — вентилятор; 21 — болт (сборник фаз)
Корпус генератора образуется двумя крышками, которые прижимаются к статору тремя втяжными винтами. На переднем конце вала закреплен приводной шкив с крыльчаткой вентилятора. Клеммы генератора выведены на две панели крышки.
В последнее время на тракторы устанавливается генератор Г-306, который представляет собой бесконтактную трехфазную электрическую машину одностороннего электромагнитного возбуждения со встроенным выпрямителем. Генератор Г-306 отличается от описанных выше генераторов Г-304 и Г-305 односторонним возбуждением и меньшими массой и габаритами.

На современных автомобилях и тракторах применяются контактно-транзисторные реле-регуляторы и бесконтактные полупроводниковые электронные регуляторы.
В контактно-транзисторном реле-регуляторе (рис. 2, а) в качестве основного регулирующего элемента и усилителя напряжения используется полупроводниковый триод-транзистор Т.
При разомкнутых контактах реле напряжения РН (напряжение генератора не превышает его регулируемой величины) транзистор Т открыт и через его эмиттер — базовый переход Э — Б проходит ток. Цепь этого тока замыкается через следующие элементы: клемма () выпрямителя, клемма ВЗ реле-регулятора, запирающийся диод Д1, переход Э — Б транзистора Т, нерегулируемое сопротивление R6, «масса» и клемма (выпрямителя. Проходящий через транзистор прямой ток базы Б снижает сопротивление перехода от Э к К до долей ома, вследствие чего транзистор работает как усилитель напряжения. Ток обмотки возбуждения проходит по такой цепи: клемма () генератора, клемма ВЗ реле-регулятора, запирающийся диод Д1, переход Э — К транзистора, сериесная обмотка реле защиты Р30, клеммы Ш реле-регулятора и генератора, обмотка возбуждения генератора ОВГ, клемма М генератора. Одновременно с этим ток проходит и через обмотку РН0 последующей цепи: клемма (+) генератора, клемма ВЗ, диод Д1, ускоряющее сопротивление Ry, термокомпенсационное сопротивление Rm, обмотка РН0, «масса», клемма (генератора.

Как только напряжение генератора достигает регулируемого значения, контакты РН замыкаются. При этом транзистор Т запирается, поскольку на его базу Б подается положительный потенциал, который превышает потенциал эмиттера Э на значение падения напряжения в диоде Д/. Вследствие того что диод Д/ не пропускает ток в обратном направлении, база Б транзистора включена в следующую цепь: клемма (+) генератора, клемма ВЗ реле-регулятора, ярмо РЗ, ярмо, якорь и контакты РН и далее к базе Б транзистора.
Замыкание контактов РН и запирание транзистора Т приводят к включению в цепь обмотки возбуждения добавочного сопротивления Цепь обмотки возбуждения замыкается теперь следующим образом: клемма (+) генератора, клемма ВЗ реле-регулятора, диод Д1, ускоряющее сопротивление Ry, добавочное сопротивление /вд, сериес-ная обмотка Р30, клеммы Ш реле-регулятора, обмотка возбуждения, клемма М и (генератора. Поскольку ток возбуждения и напряжение генератора снижаются: контакты РН снова размыкаются.
Контакты реле-защиты РЗ обычно разомкнуты. При коротком замыкании внешней цепи обмотки возбуждения на «массу» ток в сериесной обмотке Р30 увеличивается, а встречная обмотка РЗВ заворачивается, что приводит к увеличению намагничивания сердечника РЗ и замыканию контактов РЗ. Теперь ток на базу Б транзистора поступает от клеммы (+) генератора через клемму ВЗ реле-регулятора, ярмо, якорь и контакты РЗ, разделительный диод Др. Транзистор запирается, и ток короткого замыкания отключается.
Недостаток контактно-транзисторных реле-регуляторов- наличие громоздких электромагнитных устройств (РН и РЗ) с недостаточно надежными контактными узлами.
Транзисторный реле-регулятор РР-350 состоит из измерительного I и регулирующего II устройств (рис. 3).
Измерительное устройство вырабатывает сигнал, необходимый для закрывания выходных транзисторов Т2 и ТЗ по достижении регулируемого значения напряжения (13,2…14,8 В).
Оно состоит из кремниевого транзистора Т1 с резисторами R5 и R7, делителя напряжения (резисторы R1 и R4 в одном плече, R2 + Rm и R3 с последовательно включенным дросселем Др в другом плече) и кремниевого стабилитрона Дот, включенного между базой Б транзистора Т1 и средней точкой В делителя напряжения.
Регулирующее устройство II усиливает сигналы измерительного устройства и регулирует силу тока возбуждения генератора. В схему регулирующего устройства входят: германиевые транзисторы — управляющий Т2 и выходной ТЗ, диоды Д1 п Д2, обеспечивающие активное запирание транзисторов Т2 и ТЗ, а также резисторы R8, R9, R10 Гасящий диод Дс защищает выходной транзистор ТЗ от пробоя э. д. с. самоиндукции, индуктируемой в обмотке возбуждения генератора.
При включении зажигания реле-регулятор и обмотка возбуждения генератора питаются от аккумуляторной батареи АБ.
Транзистор Т1 измерительного устройства закрыт, так как стабилитрон Дсх вследствие малого напряжения на его зажимах также закрыт, а ток в цепи делителя напряжения, который имеет большое сопротивление, очень мал.
При открытом транзисторе Т2 база Б транзистора ТЗ соединяется с клеммой (А Б и транзистор ТЗ также открывается. Через Э — Б переход транзистора ТЗ ток проходит по цепи: (+) АБ, ВЗ, диод Д2, Э — Б переход транзистора ТЗ, диод Д1, транзистор Т2, резисторы R7 и R8, «масса», клемма (АБ.
Рис. 3. Схема транзисторного реле-регулятора РР-350
Когда напряжение генератора превысит э. д. с. аккумуляторной батареи, потребители и обмотка возбуждения начнут питаться от генератора. При повышении напряжения генератора до регулируемого значения напряжения на зажимах стабилитрона Дст достигнет 7…8 В (напряжение стабилизации). Сопротивление стабилитрона Дст резко уменьшается, база Б транзистора 77 подключается к клемме (генератора, и транзистор 77 открывается. Цепь тока через Э — Б переход транзистора 77 замыкается так: клемма (+) генератора, ВЗ, далее по двум параллельным кетвям — Э — Б транзистора 77 и резистор R5, стабилитрон Дст, снова по двум ветвям — резисторы RTK + R2 и резистор R3, дроссель Др и, наконец, через «массу» на (генератора. Открывшийся транзистор 77 шунтирует Э — Б переход транзистора Т2 и запирает его. Это, в свою очередь, уменьшает отрицательный потенциал на базе Б транзистора ТЗ и приводит к быстрому запиранию транзистора. Сопротивление Э — К перехода транзистора ТЗ резко возрастает. Теперь в цепь обмотки возбуждения генератора включается резистор R10, а ток возбуждения и напряжение генератора снижаются.
При снижении напряжения генератора запирается стабилитрон Дтк, а следовательно, и транзистор Т1. После этого открываются транзисторы Т2 и ТЗ, и снова ток возбуждения и напряжение генератора увеличиваются.
Процесс открытия и запирания транзисторов происходит с частотой до 300 с-1, при этом перепад напряжения не превышает 0,1…0,2 В.
В моменты запирания транзистора ТЗ гасящий диод Дг пропускает ток самоиндукции в прямом направлении и тем самым защищает выходной транзистор ТЗ от пробоя.
Резистор RTK температурной компенсации с увеличением температуры от 0 до 100 °С уменьшает свое сопротивление в 30.!.70 раз. Он обеспечивает автоматическое снижение напряжения генератора с увеличением температуры и, наоборот, увеличение напряжения при снижении температуры.
Дроссель Др сглаживает пульсацию выравненного напряжения и тем самым исключает ложное открытие стабилитрона Дст.
Как подключить генератор переменного тока
Генератор используется во многих областях, в том числе:
Автомобили используют генераторы для питания всей цепи и подзарядки аккумулятора при работе двигателя.
Генератор переменного тока — это один из типов электрогенераторов, которые можно использовать для включения света в случае отключения электричества.
Кроме того, генераторы переменного тока имеют несколько практических применений в промышленности, включая работу вентиляторов, насосов и конвейерных лент.
Генератор переменного тока происходит от того же слова, позволяющего преобразовывать механическую энергию в ток, в основном в транспортных средствах. Тем не менее, было бы полезно, если бы вы заглянули в чередование проводки схема для понимания.
Содержание
Что такое генератор переменного тока?
Генератор автомобиля является важным компонентом, но не требует регулярного обслуживания. Он использует переменный ток в качестве источника для преобразования механической энергии в электричество, а затем преобразует ее в постоянный ток.
Основная цель генератора переменного тока — помочь аккумулятору питать электрические компоненты автомобиля, включая фары, вентилятор и стеклоочистители. Он преобразует переменный ток в постоянный и регулирует напряжение таким образом, чтобы каждое устройство получало минимальную мощность, необходимую для его работы.
Подпись: Проводка генератора в автомобиле
Источник: Blogspot.com
, как генератор и заряд Мост – это три основные части генератора переменного тока.
В роторе генератора переменного тока используются проволочные катушки, которые наматываются на два набора магнитных полюсов, вращающихся в противоположных направлениях.
Статор имеет три группы катушек, которые остаются в одном месте, и ламинированный сердечник.
Диоды в выпрямительном мосту предотвращают протекание электричества в неправильном направлении.
Катушка возбуждения на роторе питается от токосъемных колец и щеток на валу. Магнитные полюса ротора усиливают магнитное поле тока.
Шкив на передней части генератора переменного тока соединен с ротором через приводной ремень автомобиля, который вращает его при работающем двигателе. За счет вращения ротора в статоре возникает переменный ток. Мост выпрямителя преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, подходящую для электрических компонентов автомобиля.
Кроме того, для зарядки аккумулятора требуется генератор переменного тока, который вырабатывает достаточно электроэнергии, не повреждая электронные компоненты автомобиля. В качестве решения вы можете управлять выходной мощностью генератора переменного тока, регулируя ток с помощью катушки возбуждения ротора.
Обзор жгута проводов генератора
Проводка генератора является основным источником передачи энергии от генератора к аккумулятору. Эти провода медные или алюминиевые, с защитной изоляцией на них.
Калибр: Для использования провода в генераторе необходимо выбрать правильный размер. В противном случае соединение может ослабнуть или не соответствовать разъему должным образом. Таким образом, вы должны выбрать между 10, 12 и 14 размерами калибра.
Цвета: Самый распространенный цвет высоковольтных проводов — «красный». Однако он может быть зеленого или синего цвета. Другой провод или заземление черного цвета, он подключается к металлической поверхности автомобиля и обеспечивает путь заземления.
Клеммы: Жгут проводов генератора состоит из двух типов клемм, кольца и лопатки. Терминал Spade соединяет генератор с проводом, а звонок соединяет провод с аккумулятором.
Электропроводка генератора в зависимости от типа регулятора напряжения
Генератор переменного тока должен заряжать аккумулятор достаточным напряжением. Однако напряжение не должно превышать предел, чтобы повредить электросистему автомобиля. Таким образом, производители устанавливают регуляторы напряжения для управления током, протекающим через обмотку ротора.
Проводка генератора с электромеханическими регуляторами
Некоторые старые автомобили имеют электромагнитный регулятор напряжения. Кроме того, эти регуляторы состоят из реле отключения, регулятора и регулятора тока. Каждая часть имеет свою уникальную функцию.
Реле отключения подключает генератор к аккумулятору для его зарядки. Он открывается для предотвращения разряда в генератор. Регулятор тока управляет цепью возбуждения генератора переменного тока. Регулятор управляет цепью возбуждения, регулируя выходное напряжение.
Подпись: Диаграмма проводки генератора с электромагнитным регулятором
Источник: https://www.carparts.com/
wiring wrenator с помощью Electronic voltage regure 9001 9008 . диоды и транзисторы) управляют выходом генератора. Регулятор управляет генератором, задействуя заземление цепи возбуждения. Это влияет на текущий поток.
Электронные регуляторы не имеют движущихся частей, в отличие от электромеханических. Твердотельная архитектура обеспечивает более быструю цикличность и более точную регулировку генератора. Кроме того, вы можете установить внутренние и внешние электронные регуляторы.
Конструкция системы определяет, какие провода идут к генератору; Однако тот, у кого нет компьютера, будет иметь три входа. Эти клеммы могут заряжать напряжение аккумуляторной батареи и управлять зажиганием системы.
Подпись: Диаграмма проводки генератора с внутренними электронными регуляторами
Источник: https://www.carparts.com/
Wirge Wiring с Voltage Voltage .Модуль управления трансмиссией 0013 (PCM) управляет выходной мощностью генератора во многих автомобилях последних моделей. В большинстве модулей используется встроенный драйвер для переключения цепи возбуждения генератора переменного тока. Примером может служить система EPM компании GM. Этот генератор имеет необслуживаемый внутренний регулятор. Кроме того, прямой выход PCM за счет изменения катушки возбуждения по времени.
PCM управляют мощностью генератора во многих автомобилях последних моделей. Он определяет уровни зарядного напряжения на основе данных модуля управления кузовным оборудованием (BCM) . Сеть передачи данных соединяет BCM и отслеживает датчик для отслеживания тока батареи. Если система EPM выходит из строя, по сети передачи данных передается сообщение для включения одного или нескольких светодиодных индикаторов.
Caption: wiring diagram of PCR-controlled alternators
Source: https://www.carparts.com/
How Many Wires Go to an Alternator?
Ток и напряжение генератора зависят от его назначения и типа. Тем не менее автомобильные генераторы выдают 50-100 ампер при 13-15 вольтах. Большинство генераторов переменного тока имеют три или четыре клеммы для подключения проводов.
3-проводная схема генератора переменного тока
Большинство людей называют стандартный генератор General Motors со встроенным регулятором 3-проводным генератором, часто называемым 3-контактным генератором. Это обновление по сравнению с вариантом 1-wire и может быть установлено в более ранних автомобилях. Напряжение в блоке предохранителей и зажигание контролируются 3-проводным генератором, который затем регулирует мощность заряда по мере необходимости. Более того, положительный провод крепится к проводному штырю генератора с помощью винта, а не штекера.
Первый красный провод — это положительный кабель аккумулятора . Он подключается непосредственно к аккумулятору или к распределительной коробке, где другие линии подключаются к аккумулятору. Вы найдете второй и третий провода, также известные как терминальные провода, рядом друг с другом. Входной провод возбудителя/зажигания находится на клемме 1, а провод обнаружения напряжения — на клемме 2. Отрицательные кабели требуют особого ухода.
Основным заземляющим проводом является отрицательный провод.
Один главный отрицательный кабель генератора идет прямо к шасси автомобиля. Электрические помехи и подключение сенсорного провода улучшаются благодаря его использованию.
Положительная клемма аккумулятора основного силового кабеля подключается к выходу устройства
Было бы полезно подключить положительный первичный провод генератора переменного тока к выходному порту устройства, расположенному на его задней панели. Это точка соединения между генератором и аккумулятором, где хранится энергия.
Датчик связывает генератор через провод датчика
Было бы полезно, если бы вы подключили провод датчика генератора к клемме аккумулятора для связи с регулятором напряжения. Регулятор может использовать показания напряжения для управления выходной мощностью генератора.
Индикатор зажигания подключается к проводу полевого зажигания.
Сигнальная лампа зажигания подключена к входному проводу возбуждения генератора переменного тока. Без провода зажигания генератор работать не будет.
Caption: Wiring diagram of 3-wire alternator
Source: https://www.greentractortalk.com
1-wire alternator Wiring Diagram
A 1 -Проводной генератор имеет самовозбуждающийся регулятор. Оба дополнительных порта на регуляторе не нужны. Таким образом, нет необходимости прокладывать провод к регулятору, чтобы завершить петлю включения с зажиганием.
Самовозбуждающийся характер генератора 1-wire означает, что он не начнет зарядку, пока частота вращения двигателя не достигнет определенного значения. У вас могут возникнуть проблемы с удовлетворением потребностей автомобиля в электричестве, если вы совместите эту потребность с отложенным круизом вокруг шоу или сложной конфигурацией впрыска топлива, которая регулирует параметры стартера.
Основным недостатком однопроводного генератора является то, что он не начинает зарядку до тех пор, пока не будет достигнуто определенное число оборотов двигателя, что требует увеличения оборотов двигателя. Размер шкивов и внутренних компонентов генератора определяют, сколько оборотов в минуту необходимо для запуска процесса. При запуске автомобиля, работающего на топливе, он может достичь или не достичь этого порогового значения оборотов в минуту. Однако при создании стандартного карбюраторного двигателя вы, скорее всего, будете качать газ или использовать воздушную заслонку.
Трехпроводной генератор определяет напряжение в замке зажигания и блоке предохранителей и заряжает больше, чтобы все работало. Генератор 1-wire может определять только свою точку питания: аккумулятор. Более того, если источник питания исправен, он не заметит провала напряжения.
Подпись: Схема подключения однопроводного генератора
Источник: a-one-wire-system.210005/
Генератор с 1 или 3 проводами: что лучше для меня?
Хотя вы, вероятно, не запутаетесь в том, какой генератор обеспечивает наилучшую производительность, путаница проводов под капотом может заставить вас задуматься. Несмотря на устрашающее название, трехпроводная система требует добавления двух дополнительных кабелей к существующей электрической схеме. 3-проводной генератор переменного тока дает вам больше спокойствия, если вы не хотите строго ограничивать свои расходы на электроэнергию при движении на низких оборотах.
Стандартные этапы подключения генератора
Для подключения типичного генератора необходимо выполнить следующие этапы;
Проверить номер клеммы на генераторе; их может быть три или четыре. Если вы смотрите под капотом, вы можете сделать это с фонариком.
Определите положение клеммы B, «Bat» или «Pos.» Для подключения положительной клеммы генератора используется красный провод.
Найдите терминал F, «Neg» или «field». Это клемма заземления генератора, которая подключается через черный провод. Кроме того, другой конец провода прикрепляется к металлической поверхности автомобиля, чтобы обеспечить заземление для тока.
Затем проверьте клемму «Ign», которая подключает систему зажигания или предупреждения приборной панели. Провод здесь может различаться по цвету.
Может быть четвертая клемма для регулятора напряжения. Однако современные автомобили имеют встроенную систему регулирования, поэтому здесь вы можете не найти этот терминал.
Подпись: электрическая схема трехпроводного генератора
0003
Заключение
Генератор является важной системой любого автомобиля. Его проводка отличается от автомобиля к автомобилю; таким образом, вы должны учитывать различные стандарты проводки. Здесь, в Cloom, мы предлагаем жгуты проводов и кабельные сборки, чтобы сделать ваше соединение безопасным и надежным.
Компоненты генератора переменного тока — Компоненты генератора
«» Если у вашей машины вышел из строя генератор, вы все равно можете на ней ездить; однако лучше этого не делать. БАХТУБ ДМИТРИЙ/Shutterstock
По большей части генераторы переменного тока относительно небольшие и легкие. Генераторы размером примерно с кокосовый орех, используемые в большинстве легковых автомобилей и легких грузовиков (включая большинство гибридов), сконструированы с использованием алюминиевого внешнего корпуса, поскольку легкий металл не намагничивается. Это важно, поскольку алюминий рассеивает огромное количество тепла, выделяемого при производстве электроэнергии, и поскольку узел ротора создает магнитное поле.
Если вы внимательно осмотрите генератор, вы обнаружите, что он имеет вентиляционные отверстия как спереди, так и сзади. Опять же, это способствует рассеиванию тепла. Ведущий шкив прикреплен к валу ротора на передней части генератора. Когда двигатель работает, коленчатый вал вращает приводной ремень, который, в свою очередь, вращает шкив на валу ротора. По сути, генератор переменного тока преобразует механическую энергию двигателя в электроэнергию для аксессуаров автомобиля.
Объявление
На задней стороне генератора вы найдете несколько клемм (или точки соединения в электрической цепи). Наиболее распространенные клеммы включают:
Клемма S : Датчик напряжения батареи
Клемма IG : Выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения
Клемма L : Замыкает цепь сигнальной лампы
клемма
: Выходная клемма главного генератора (подключена к аккумулятору)
Клемма F : Полный байпас для регулятора
Охлаждение необходимо для эффективности генератора переменного тока. Старый агрегат легко определить по внешним лопастям вентилятора на валу ротора за шкивом. Современные генераторы переменного тока имеют охлаждающих вентиляторов внутри алюминиевого корпуса. Эти вентиляторы работают одинаково, используя механическую энергию от вращающегося вала ротора.
Приступая к разборке генератора находим диодный выпрямитель (выпрямительный мост или ) , регулятор напряжения , контактные кольца и щетки . Регулятор распределяет мощность, создаваемую генератором переменного тока, и управляет выходной мощностью аккумулятора. Мост выпрямителя преобразует мощность, а щетки и токосъемные кольца помогают проводить ток к обмотке возбуждения ротора или проволочному полю. Теперь давайте расколем кокос.
Внутри генератора
При открытии генератора виден большой треугольный цилиндр полюса пальцев по окружности. Это ротор. Базовый генератор переменного тока состоит из ряда чередующихся пальцевых полюсов, размещенных вокруг проводов катушки, называемых обмотками возбуждения , которые наматываются на железный сердечник на валу ротора.
Поскольку мы знаем, что шкив крепится к валу, теперь мы можем визуализировать, как ротор вращается внутри статора. Узел ротора помещается внутри статора с достаточным пространством или допуском между ними, чтобы ротор мог вращаться на высоких скоростях, не ударяясь о стенку статора. На каждом конце вала установлены щетка и контактное кольцо.
Как мы уже кратко упомянули, генераторы переменного тока генерируют энергию за счет магнетизма. Треугольные пальцевые полюса, закрепленные по окружности ротора, расположены в шахматном порядке, поэтому северный и южный полюсы чередуются, поскольку они окружают проволочные обмотки возбуждения ротора. Эта чередующаяся картина создает магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение в статоре. Думайте о статоре как о перчатке ловца, поскольку он использует всю мощность, создаваемую вращающимся ротором.
Все эти компоненты работают вместе, чтобы дать нам мощность, необходимую для управления нашими автомобилями.