Правило пользования генератором переменного тока

Генераторы переменного тока

Published by Admin Under Генераторы on Июль 20, 2016

Генератор переменного тока – это машина, которая преобразует механическую энергию в энергию электрическую на основании закона электромагнитной индукции. Проводник перемещается в магнитном поле, силовые линии поля пересекают проводник, в результате чего в проводнике инициируется движение электронов, что в свою очередь приводит к возникновению электродвижущей силы. Если к концам проводника подключить нагрузку, то в проводнике возникнет ток.

Переменным ток называется по той причине, что в течение времени он меняется по своей величине и направлению. При чем, изменения эти носят периодический (синусоидальный) характер. На графике это выглядит следующим образом:

Нулевая точка – это начало отсчета. Дальше показано, как ток изменяется во времени.

Устройство генератора переменного тока

Генератор состоит из проводника, намотанного на стальной магнитопровод (якорь) и системы магнитов – обыкновенных или электрических. Электрическая энергия снимается с якоря при помощи угольных щеток, прилегающих к кольцу, к которому в свою очередь присоединены концы проводника.

Якорь – подвижная (вращающаяся) часть генератора, статор – неподвижная, создающая магнитное поле.

Если магнитное поле в генераторе наводится электромагнитами, то в паре с ним работает еще один генератор – возбудитель. В возбудителе магнитное поле наводится обыкновенными магнитами.

В движение якорь приводится различными механическими средствами, в зависимости от применения. На электростанции – это турбины (паровые, водяные). В бытовых генераторах якорь вращается механической энергией, получаемой за счет двигателя внутреннего сгорания.

Область применения

Переменный ток широко распространен. На сегодняшний день на переменном токе работает почти вся бытовая техника и промышленность. Связано это с тем, что переменный ток передается на большие расстояния, с гораздо меньшими потерями, нежели постоянный. Также, переменный ток, легко преобразуется в постоянный с помощью диодных выпрямителей. Постоянный ток, преобразовать в переменный невозможно.

Генераторы переменного тока используются на всех электростанциях.

Промышленные электрогенераторы переменного тока используются для обеспечения аварийного автономного питания больниц, школ, детских садов, торговых и промышленных объектов. Также промышленные генераторные установки используются при строительстве новых объектов, это позволяет использовать электрооборудование на участках, где отсутствуют другие источники электроэнергии.

В бытовых дизельных и бензиновых установках для различных целей. Это и обеспечение автономного питания, в случае отключения линии электроэнергии, и ее получение в местах, где линия электропередач отсутствует.

Источник

Правила эксплуатации генераторных установок переменного тока

Чтобы не вывести из строя выпрямитель генератора и регулятор напряжения, необходимо правильно подключать батарею: «+» — в сеть, а «—» — на «массу». При обратном подключении происходит короткое замыкание батареи через выпрямитель, и выпрямитель выходит из строй.

После остановки двигателя нужно выключить зажигание на авто­мобиле, а на тракторе — «массу». Несоблюдение этого требования влечет за собой разряд аккумуляторной батареи через обмотку воз­буждения генератора. Оставленное включенным зажигание на ав­томобиле может вывести из строя аппараты системы зажигания. Нельзя выключать «массу» аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Это вызывает импульсное повышение напряжения и может привести к выходу из строя полупроводниковых приборов. В процессе эксплуатации необходимо проверять надежность под­ключения проводов к генераторной установке, контролировать и ре­гулировать натяжение приводного ремня генератора. Эти работы сле­дует производить при неработающем двигателе и отключенной акку­муляторной батарее. Нарушение соединений в цепи между корпуса­ми генератора и регулятором напряжения или соединение клемм «+> и «Ш» между собой равносильно отключению регулятора на­пряжения, при этом наблюдаются значительное повышение напря­жения в сети, увеличенный зарядный ток, выкипание электролита в батарее и перегорание ламп. Отключение плюсового провода генера­тора вызывает повышенное напряжение на выпрямителе, опасное для его диодов; в этом случае напряжение генератора к регулятору не подводится, а следовательно, и не регулируется.

Повышенный зарядный ток, наблюдаемый длительно (стрелка ука­зателя напряжения на автомобилях МАЗ находится в желтой или на автомобилях ВАЗ в правой красной зонах шкалы), и быстрое вы­кипание электролита — признаки повышенного напряжения из-за неисправности регулятора или плохих контактов в выключателе зажигания.

Продолжительный разрядный ток, показываемый указателем тока или напряжения (стрелка последнего находится в левой красной зоне шкалы), с прогрессирующим разрядом батареи указывает на пони­женный уровень напряжения в бортовой сети, причинами которого могут быть неисправности генератора, регулятора напряжения или пробуксовка приводного ремня.

Выезд из гаража с неисправной генераторной установкой запрещается. Но если в пути следования откажет регулятор напряжения, продолжать движение можно только с соблюдением мер, предохра­няющих аккумуляторную батарею от перезаряда и глубокого разряда.

Указатель тока или напряжения показывает разрядку. Это может случиться в результате срабатывания реле защиты РР362-А (Б) из-за его разрегулировки или замыкания обмотки возбуждения на «массу», понижении регулируемого напряжения до 12 В и ниже, а также при внутренних обрывах в реле-регуляторах РР362-А и РР350-А. Само­произвольное срабатывание реле защиты устраняют натяжением его пружины. Определяют указанные неисправности по броску зарядного тока при замыкании клемм «В» («ВЗ») и «Ш» реле-регулятора с ра­ботающим на средних частотах двигателем и отключенными потре­бителями, кроме батареи. Внутренний обрыв в ИРН определяют замыканием его клеммы «Ш» на «массу». При этом появляется за­рядный ток.

Указатель тока длительно показывает большой зарядный ток (бо­лее 10… 15 А), указатель напряжения — повышенное напряжение (15…16 В). Причинами могут быть пробой выходного транзистора реле-регулятора, обрыв провода, соединяющего «массы» реле-регуля­тора и генератора, и высокий уровень регулируемого напряжения.

Источник

Генераторы переменного тока: применение и принцип действия

Альтернаторы или генераторы переменного тока преобразуют механическую энергию в электрическую. На сегодняшний день наиболее популярны индукционные генераторы механического типа, сфера их применения велика. А ведь когда-то генератор переменного тока использовался только для электрического стула в камерах смертников, что было широко освещено в анти-рекламе Эдисона против создателя генератора — Николы Тесла. Ток открыто называли убийцей и неоднократно подавали на Теслу в арбитраж, обвиняя во всех мыслимых грехах, однако адвокаты ученого берегли его покой и неизменно выигрывали дела.

Состоит преобразователь энергии из нескольких основных элементов. Стартер несет на себе витки обмотки, в которой наводится электродвижущая сила. Станина – корпус, где размещены стартер и ротор. Составляющие стартера – пластины, за счет их большого количества предотвращаются вихревые неконтролируемые потоки электрического тока. Пластины выполнены из высокопрочной электротехнической стали. Подвижная (вращающаяся) составляющая генератора называется ротор. Он имеет определенное количество полюсных пар, в зависимости от производящей мощности устройства. На станине установлен специальный щиток (клеммный щит), который снимает напряжение.

Как и много лет назад, современный генератор переменного тока на больших предприятиях занимает несколько комнат, опутанных системой медных проводов, стальных балок, изоляторов и прочих составляющих. Однако вся кажущаяся массивной конструкция требует от специалистов сборки с точностью до миллиметров, так как ни один другой генератор не преобразует электрический ток с такой эффективностью и непрерывностью. Одна ошибка сборщика — и потребуется представительство в арбитраже, так как порча материалов расценивается как служебное или экономическое преступление.

Более компактные генераторы переменного тока установлены в автомобилях. Там генератор выполняет функцию подзарядки аккумуляторных батарей. На кораблях и самолетах тоже есть подобные конструкции, а значит, трансатлантическое путешествие на отдых Америку не обходится без генератора переменного тока. Морские и воздушные генераторы адаптированы к водной и воздушной (на большой высоте) среде и имеют трехкратную обмотку. Это нужно для сохранения компактных размеров без потери количества вырабатываемой энергии. Все элементы заземлены, перелет к месту отдыха будет безопасным. Генератор переменного тока может преобразовать энергию в постоянный ток при помощи диодного моста. В такой конструкции дополнительно используется регулятор напряжения.

Как и с любым техническим устройством, при работе с генераторами переменного тока необходимо соблюдать правила техники безопасности. Любой арбитражный юрист легко докажет влияние человеческого фактора в случае аварии, поэтому специалисты проходят постоянное повышение квалификации и неукоснительно исполняют ТБ. Помещение, в котором установлен генератор должно иметь постоянную температуру и низкую влажность. Кстати, в аэропортах при дожде, снеге и тумане не выпускают самолеты, чтобы доставить туристов, купивших туры за рубеж, еще и потому, что не обеспечивается должные показатели температуры и влажности в моторном отсеке. Между несущими стенами и генератором должна быть зафиксирована мягкая прослойка изолятора для уменьшения вибрации при работе двигателя. Распределительный щит устанавливается в непосредственной близости от генератора, чтобы механик, обслуживающий самолет или океанический лайнер, совершающий тур в США, Мексику или Канаду, имел к нему легкий доступ. Фундамент для генераторной установки должен по весу превосходить ее в полтора раза, только при этом будет достигнута требуемая надежность в работе

Источник

Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

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

Превращение механической энергии в электрическую

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

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

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

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

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

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

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

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

Схема генератора переменного тока

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

Классификация и виды агрегатов

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

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

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

Синхронный

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

По типу топлива двигателя

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

Газовый генератор

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

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

Дизельный генератор

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

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

Бензогенератор

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

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

Источник