Генератор состоит: Генератор переменного тока – Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

Для подключения всякого-разного

Вид топлива

Бензин — наиболее распространенное топливо для работы электрогенератора. Используется во всех моделях: от малопроизводительных и бюджетных, до дорогостоящих и мощных. Такие генераторы проще и дешевле прочих.
 

Бензин/газ — двигатель внутреннего сгорания в таких моделях может работать как на бензине, так и от подключаемого дополнительно газового баллона. Такие генераторы несколько дороже, их стоит выбирать для частого и продолжительного использования — в этом случае экономия на цене топлива компенсирует стоимость «комбинированного» генератора.

Дизель — топливо для самых мощных и производительных генераторов, которые способны работать круглосуточно без остановки.

Цикл двигателя

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания могут иметь цикл в два или четыре такта.

Двухтактные двигатели конструктивно проще и дешевле. Но работают они на смеси бензина с маслом и при этом довольно громкие. Это неплохой вариант, если генератор используется редко и эпизодически, иначе вы устанете постоянно отмерять и готовить топливную смесь.

Четырехтактные двигатели мощнее, производительнее и тише. Но и дороже, и сложнее по конструкции, и больше по весу. Дизельные и комбинированные двигатели «бензин/газ» двухтактными не бывают.

Запуск

Ручной запуск генератора — самый простой и дешевый способ раскрутить двигатель. Встречается в большинстве портативных электрогенераторов.

Электрический запуск встречается только в мощных и производительных моделях, которые необходимо запускать автоматически, например, при поступлении управляющего сигнала. В «бытовых» моделях чаще встречается комбинированный вариант: генератор можно запустить как вручную, так и с помощью электростартера, просто нажав на кнопку.

Время работы на полном баке

Это примерное время работы, за которое генератор израсходует весь запас топлива в баке. Параметр важен только для мощных моделей, которые должны работать без надзора продолжительное время — генератор всегда можно заправить даже во время работы, хотя обычно инструкцией это не рекомендуется.

Дополнительные функции

Счетчик моточасов позволит своевременно обслуживать механизмы двигателя и генератора. Полезен даже в самых недорогих моделях, особенно если их запускают редко.

Индикатор уровня топлива значительно упрощает эксплуатацию генератора и позволяет оценить оставшееся время работы на одном баке — иначе вам придется постоянно откручивать заливную пробку и заглядывать в бак — это метод небезопасный и совсем не точный.

Датчик уровня масла поможет контролировать его расход и своевременно доливать смазочные материалы. В двухтактных моделях, работающих на топливной смеси, этот датчик не нужен.

Глушитель позволит снизить уровень производимого генератором шума, но увеличит стоимость устройства. Особенно полезен глушитель для двухтактных двигателей. Четырехтактные намного тише.

Вольтметр позволяет определить, в порядке ли генератор, выдает ли он заданное напряжение.

Выход 12 В позволит подключать к электрогенератору устройства, предназначенные для эксплуатации от бортовой сети автомобиля. С помощью этого разъема можно подзарядить автомобильный аккумулятор, подключить зарядные устройства для различных мобильных устройств. Большую мощность этот выход обычно не обеспечивает, поэтому считается дополнительной опцией — его наличие необязательно.
 

Электрогенераторы | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Рассчитайте ЭДС, наведенную в генераторе.
• Рассчитайте пиковую ЭДС, которая может быть наведена в конкретной системе генератора.

Пример 1. Расчет ЭДС, наведенной в катушке генератора

Катушка генератора, показанная на рисунке 1, поворачивается на одну четверть оборота (от θ, = 0º до θ, = 90º) за 15,0 мс. Круглая катушка с 200 витками имеет радиус 5,00 см и находится в однородном магнитном поле 1,25 Тл. Какая средняя наведенная ЭДС?

Рис. 1. Когда катушка генератора вращается на одну четверть оборота, магнитный поток Φ изменяется от максимального до нуля, вызывая ЭДС.

Мы используем закон индукции Фарадея, чтобы найти среднюю ЭДС, индуцированную за время Δ t :

[латекс] \ text {emf} = – N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Мы знаем, что N = 200 и Δ t = 15,0 мс, и поэтому мы должны определить изменение потока Δ Φ , чтобы найти ЭДС.

Поскольку площадь петли и напряженность магнитного поля постоянны, мы видим, что

[латекс] \ Delta \ Phi = \ Delta \ left (BA \ cos \ theta \ right) = AB \ Delta \ left (\ cos \ theta \ right) \\ [/ latex].{-3} \ text {s}} = 131 \ text {V} \\ [/ latex].

Это практическое среднее значение, аналогичное 120 В, используемому в бытовой электросети.

ЭДС, рассчитанная в Примере 1 выше, является средним значением за одну четверть оборота. Какова ЭДС в каждый момент времени? Он меняется в зависимости от угла между магнитным полем и перпендикуляром к катушке. Мы можем получить выражение для ЭДС как функции времени, рассматривая ЭДС движения на вращающейся прямоугольной катушке шириной × и высотой × в однородном магнитном поле, как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, синусоидально изменяющуюся во времени. Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для выработки тока, а не наоборот.

На заряды в проводах петли действует магнитная сила, потому что они движутся в магнитном поле. Заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, вызывая токи.Но те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. Таким образом, мы можем найти наведенную ЭДС, рассматривая только боковые провода. Движущаяся ЭДС задана равной ЭДС = Bℓv , где скорость v перпендикулярна магнитному полю B . Здесь скорость находится под углом θ с B , так что ее составляющая, перпендикулярная B , равна v sin θ (см. Рисунок 2).Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная с каждой стороны, составляет ЭДС = Bℓv sin θ , и они имеют одинаковое направление. Суммарная ЭДС вокруг контура тогда составляет

[латекс] \ text {emf} = 2 {B \ ell v} \ sin \ theta \\ [/ latex].

Это выражение допустимо, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы найти зависимость ЭДС от времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω . Угол θ связан с угловой скоростью соотношением θ = ωt , так что

[латекс] \ text {emf} = 2 {B \ ell v} \ sin \ omega t \\ [/ latex].

Итак, линейная скорость v связана с угловой скоростью ω соотношением v = rω . Здесь r = w /2, так что v = ( w /2) ω и

[латекс] \ text {emf} = 2 B \ ell \ frac {w} {2} \ omega \ sin \ omega t = \ left (\ ell w \ right) B \ omega \ sin \ omega t \\ [ /латекс].

Отметив, что площадь петли составляет A = ℓ w , и учитывая N петель, мы находим, что

[латекс] \ text {emf} = NAB \ omega \ sin \ omega t \\ [/ latex]

– это ЭДС , индуцированная в катушке генератора из N витков и области A, , вращающейся с постоянной угловой скоростью ω в однородном магнитном поле B .Это также можно выразить как

[латекс] \ text {emf} = {\ text {emf}} _ {0} \ sin \ omega t \\ [/ latex],

где

[латекс] {\ text {emf}} _ {0} = NAB \ omega \\ [/ latex]

– это максимальная (пиковая) ЭДС . Обратите внимание, что частота колебаний составляет f = ω / 2π , а период составляет T = 1/ f = 2π / ω . На рисунке 3 показан график зависимости ЭДС от времени, и теперь кажется разумным, что напряжение переменного тока является синусоидальным.

Рис. 3. ЭДС генератора направляется на лампочку с показанной системой колец и щеток. График показывает зависимость ЭДС генератора от времени. emf0 – пиковая ЭДС. Период равен T = 1/ f = 2π / ω, где f – частота. Обратите внимание, что сценарий E означает emf.

Тот факт, что пиковая ЭДС ₀ = NABω имеет смысл. Чем больше катушек, тем больше их площадь и чем сильнее поле, тем больше выходное напряжение.Интересно, что чем быстрее раскручивается генератор (больше ω ), тем больше ЭДС. Это заметно на велосипедных генераторах – по крайней мере, на более дешевых моделях. Один из авторов, будучи подростком, находил забавным ездить на велосипеде достаточно быстро, чтобы погасить его свет, пока ему не пришлось ехать домой без света одной темной ночью. На рис. 4 показана схема, по которой генератор может вырабатывать импульсный постоянный ток. Более сложные конструкции из нескольких катушек и разрезных колец могут обеспечить более плавный постоянный ток, хотя для создания постоянного тока без пульсаций обычно используются электронные, а не механические средства.

Рис. 4. Разделенные кольца, называемые коммутаторами, в этой конфигурации создают импульсный выходной сигнал ЭДС постоянного тока.

Пример 2. Расчет максимальной ЭДС генератора

Рассчитайте максимальную ЭДС, ЭДС ₀ генератора, который был предметом примера 1.

После определения ω , угловой скорости, ЭДС ₀ = NABω может использоваться для нахождения ЭДС ₀ . Все остальные количества известны.

Угловая скорость определяется как изменение угла в единицу времени:

[латекс] \ omega = \ frac {\ Delta \ theta} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Одна четвертая оборота равна π / 2 радиан, а время равно 0,0150 с; таким образом,

[латекс] \ begin {array} {lll} \ omega & = & \ frac {\ pi / 2 \ text {rad}} {0.0150 \ text {s}} \\ & = & 104.7 \ text {rad / s } \ end {array} \\ [/ latex].

104,7 рад / с – это ровно 1000 об / мин. Подставляем это значение вместо ω и информацию из предыдущего примера в ЭДС ₀ = NABω , что дает

[латекс] \ begin {array} {lll} {\ text {emf}} _ {0} & = & NAB \ omega \\ & = & 200 \ left (7.{2} \ right) \ left (1.25 \ text {T} \ right) \ left (104.7 \ text {rad / s} \ right) \\ & = & 206 \ text {V} \ end {array} \\ [/латекс].

Максимальная ЭДС больше, чем средняя ЭДС 131 В, найденная в предыдущем примере, как и должно быть.

В реальной жизни электрические генераторы выглядят совсем иначе, чем на рисунках в этом разделе, но принципы те же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода (гидроэнергия), пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра.На фиг.5 – паровая турбина в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

Рисунок 5. Паровая турбина / генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (Источник: Nabonaco, Wikimedia Commons)

, показанные в этом разделе, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически, двигатель становится генератором, когда его вал вращается.В некоторых ранних автомобилях стартер использовался в качестве генератора. В Back Emf мы подробнее рассмотрим действие двигателя как генератора.

Сводка раздела

• Электрический генератор вращает катушку в магнитном поле, вызывая ЭДС, задаваемую как функцию времени

  [латекс] \ text {emf} = 2 {B \ ell v} \ sin \ omega t \\ [/ latex],

  , где A – площадь витка N , вращающегося с постоянной угловой скоростью ω в однородном магнитном поле B .

• Пиковая ЭДС ЭДС ₀ генератора составляет

  ЭДС ₀ = NABω

Концептуальные вопросы

1. Используя RHR-1, покажите, что ЭДС на сторонах контура генератора на Рисунке 4 имеют одинаковое значение и, таким образом, складываются.
2. Источником выработки электрической энергии генератора является работа по вращению его катушек. Как работа, необходимая для включения генератора, связана с законом Ленца?

Задачи и упражнения

1.Вычислите пиковое напряжение генератора, который вращает свою 200-витковую катушку диаметром 0,100 м со скоростью 3600 об / мин в поле 0,800 Тл.

2. При какой угловой скорости в об / мин пиковое напряжение генератора будет 480 В, если его 500-витковая катушка диаметром 8,00 см вращается в поле 0,250 Тл?

3. Какова пиковая ЭДС, генерируемая при вращении катушки с 1000 витками диаметром 20,0 см в магнитном поле Земли 5,00 × 10 ⁻⁵ Тл, учитывая, что плоскость катушки изначально перпендикулярна полю Земли и вращается? быть параллельно полю в 10.0 мс?

4. Какова пиковая ЭДС, генерируемая радиусом 0,250 м, катушка с 500 витками вращается на одну четверть оборота за 4,17 мс, первоначально ее плоскость перпендикулярна однородному магнитному полю. (Это 60 об / с.)

5. (a) Велогенератор вращается со скоростью 1875 рад / с, создавая пиковую ЭДС 18,0 В. Он имеет прямоугольную катушку размером 1,00 на 3,00 см в поле 0,640 Тл. Сколько витков в катушке? (b) Практично ли такое количество витков провода для катушки 1,00 на 3,00 см?

6. Integrated Concepts Эта проблема относится к велосипедному генератору, рассмотренному в предыдущей задаче. Он приводится в движение колесом диаметром 1,60 см, которое катится по внешнему ободу велосипедной шины. а) Какова скорость велосипеда, если угловая скорость генератора составляет 1875 рад / с? (b) Какова максимальная ЭДС генератора, когда велосипед движется со скоростью 10,0 м / с, учитывая, что в исходных условиях она составляла 18,0 В? (c) Если сложный генератор может изменять собственное магнитное поле, какая напряженность поля ему потребуется при 5.00 м / с для создания максимальной ЭДС 9,00 В?

7. (a) Автомобильный генератор вращается со скоростью 400 об / мин при работе двигателя на холостом ходу. Его прямоугольная катушка с 300 витками, 5,00 на 8,00 см вращается в регулируемом магнитном поле, так что она может производить достаточное напряжение даже при низких оборотах в минуту. Какая напряженность поля необходима для создания пиковой ЭДС 24,0 В? (б) Обсудите, как эта требуемая напряженность поля сравнивается с имеющейся у постоянных магнитов и электромагнитов.

8. Покажите, что если катушка вращается с угловой скоростью ω , период ее выхода переменного тока равен 2π / ω .

9. Катушка с 75 витками диаметром 10,0 см вращается с угловой скоростью 8,00 рад / с в поле 1,25 Тл, начиная с плоскости катушки, параллельной полю. а) Какова пиковая ЭДС? (б) В какое время впервые достигается пиковая ЭДС? (c) В какое время ЭДС становится наиболее отрицательной? (d) Каков период выходного напряжения переменного тока?

10. (a) Если ЭДС катушки, вращающейся в магнитном поле, равна нулю при t = 0 и увеличивается до своего первого пика при t = 0.100 мс, какова угловая скорость катушки? б) В какое время наступит его следующий максимум? (c) Каков период вывода? (d) Когда выходная мощность составляет первую четверть максимума? (e) Когда это следующая четверть от максимума?

11. Необоснованные результаты Катушка на 500 витков с площадью 0,250 м ² вращается в поле Земли 5,00 × 10 ⁻⁵ Тл, создавая максимальную ЭДС 12,0 кВ. (а) С какой угловой скоростью нужно вращать катушку? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка ответственны?

Глоссарий

электрогенератор:

устройство для преобразования механической работы в электрическую энергию; он индуцирует ЭДС, вращая катушку в магнитном поле

ЭДС, индуцированная в катушке генератора:

ЭДС = NAB ω sin ωt , где A – площадь витка N , вращающегося с постоянной угловой скоростью ω в однородном магнитном поле B , за период времени т

пиковая ЭДС:

ЭДС ₀ = NABω

Избранные решения проблем и упражнения

1.474 В

3. 0,247 В

5. (a) 50 (b) да

7. (a) 0,477 Тл (b) Эта напряженность поля достаточно мала, чтобы ее можно было получить с помощью постоянного магнита или электромагнита.

9. (а) 5,89 В (б) При т = 0 (в) 0,393 с (г) 0,785 с

11. (a) 1,92 × 10 ⁶ рад / с (b) Эта угловая скорость неоправданно высока, выше, чем может быть получена для любой механической системы. (c) Предположение, что может быть получено напряжение до 12,0 кВ, является необоснованным.

Генератор переменного тока – Что происходит внутри электрического генератора? – Высшее – OCR 21C – Редакция GCSE Physics (Single Science) – OCR 21st Century

Выходной сигнал генератора на графике

Выходной сигнал генератора переменного тока может быть представлен на графике разности потенциалов-времени с разностью потенциалов на вертикальной оси и время по горизонтальной оси.

График показывает переменную синусоидальную кривую. Максимальную разность потенциалов или ток можно увеличить за счет:

• увеличения скорости вращения
• увеличения силы магнитного поля
• увеличения количества витков на катушке

На схеме показаны четыре различных положения катушки в генераторе переменного тока и соответствующая разность потенциалов.

A – Катушка находится под 0 °. Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не возникает.

B – Катушка под углом 90 °. Катушка движется под углом 90 ° к направлению магнитного поля, поэтому наведенная разность потенциалов максимальна.

C – Катушка повернута на 180 °. Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не индуцируется.

D – Змеевик под углом 270 °. Катушка движется под углом 90 ° к направлению магнитного поля, поэтому наведенная разность потенциалов максимальна. Здесь индуцированная разность потенциалов находится в направлении , противоположном направлению , по отношению к тому, что было в точке B.

A – Катушка находится под углом 360 °, т.е. она вернулась в исходную точку, сделав полный оборот. Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не индуцируется.

Устройство и внутренняя работа генератора

Обновлено 18 января 2021 г.

Генератор – это электрическое устройство, преобразующее химическую энергию (топливо) в электрическую.Обычно он состоит из двигателя и генератора переменного тока, которые питаются от какого-либо источника топлива.

Изображение портативного генератора с открытой рамой Dewalt DXGN4500 в разобранном виде

Электроэнергия, вырабатываемая генератором, может использоваться в качестве резервной в случае прерывания магистрали, отключения электроэнергии или просто для отдыха.

Переносные генераторы меньшего размера широко используются в домашних условиях, в жилых автофургонах, грузовиках с едой и т. Д. В то время как более крупные генераторы высокой мощности находят свое применение в строительстве профессионалами своими руками и т. Д.

Как работает генератор?

Генератор состоит из трех основных частей : топливной системы, двигателя и генератора.

Топливная система подает накопленную химическую энергию в двигатель, где происходит ее сгорание. В результате вырабатывается механическая энергия, которая подводится к генератору переменного тока.

Генератор затем преобразует эту механическую энергию в электрическую.

Компоненты / части генератора:

Компоненты различаются от генератора к генератору.Разные модели и разные компании предлагают различные функции, которые различаются в каждой модели.

Однако есть некоторые важные компоненты , которые присутствуют во всех генераторах. К ним относятся:

1

Топливная система

Довольно стандартный топливный бак на 5 галлонов

Каждый генератор имеет топливных баков . Здесь хранится топливо для непрерывного обеспечения энергией.

Топливопровод используется для передачи топлива от хранилища к двигателю.Возвратный трубопровод возвращает топливо обратно в резервуар для хранения.

Имеется фильтр, отфильтровывающий любые твердые частицы до того, как топливо попадет в двигатель. Затем топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя через топливную форсунку.

Также имеется переливной штуцер, чтобы избежать перелива топлива. В случае перелива он отводит топливо, чтобы оно не пролилось на двигатель или генератор.

2

Двигатель

Двигатель является сердцем генератора , в котором происходит сгорание топлива.

Топливо впрыскивается в камеру сгорания топливной форсункой. Свеча зажигания производит искру и запускает процесс сгорания, во время которого химическая энергия в виде топлива преобразуется в механическую.

Эта механическая энергия затем передается на генератор.

3

Генератор

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую

Генератор переменного тока , где происходит преобразование механической энергии в электрическую .Он состоит из двух частей: статора и ротора.

Статор – неподвижная часть. Он состоит из набора тесно намотанных катушек, расположенных вокруг ротора.

Ротор – вращающаяся часть. Он отвечает за создание магнитного поля.

Двигатель обеспечивает энергию для вращения ротора. Создается вращающееся магнитное поле, которое индуцирует электричество в статоре за счет электромагнитной индукции.

Выходной сигнал генератора не очень плавный и содержит нежелательную рябь.Таким образом, устанавливается регулятор напряжения, чтобы отфильтровать пульсации и обеспечить плавную подачу электроэнергии.

4

Система охлаждения

Во время работы генератора тепло выделяется за счет сгорания топлива, трения и металлических контактов. Это тепло крайне нежелательно и может даже вызвать ожог генератора. Следовательно, генератор должен иметь какой-то охлаждающий механизм.

Это может быть охлаждающий вентилятор или охлаждающая жидкость, чаще всего вода в резервных генераторах. Вода проходит через генератор по трубам.Он поглощает тепло от генератора и выделяет его в окружающую среду. Переносные генераторы обычно имеют воздушное охлаждение .

5

Выхлопная система

При сгорании выделяется некоторое количество вредных и токсичных газов, которые необходимо отводить от системы. Для этого используются вентиляционные отверстия и выхлопные трубы.

Выхлопная система должна соответствовать правилам безопасности и гигиены труда.

6

Система смазки

Трение между металлическими деталями двигателя нежелательно, так как оно может вызвать перегрев и износ устройства.

Следовательно, смазочная жидкость (масло) применяется для поддержания смазки металлических контактов, уменьшения трения и поглощения тепла, выделяемого трением.

7

Стартер и аккумулятор

Классический пусковой механизм

Существует два основных способа запуска генератора : механизм натяжного шнура и стартер.

В механизме с вытяжным шнуром шнур стартера является единственной видимой частью. При вытягивании шнур стартера входит в пусковой механизм.
В модуле стартера образуется искра, которая запускает процесс горения.

Второй метод – это использование стартера для запуска двигателя. Этот стартер питается от батареи постоянного тока.
Затем аккумулятор заряжается отдельно или от генератора.

8

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель – это устройство, защищающее генератор от повреждения во время электрического повреждения . В случае неисправности он запускает механизм отключения для обеспечения безопасности компонентов генератора.

9

Панель управления

Панель управления инверторного генератора Generac iQ3500

Панель управления – это система управления генератором, а содержит все входы и выходы . Здесь вы найдете различные розетки для питания ваших приборов.

Элементы управления вводом могут состоять из кнопки запуска / выключения, переключателя топлива, переключателя напряжения, настроек режима двигателя и т. Д.

Многие генераторы имеют своего рода центр обработки данных , который может отображать ток, частоту, напряжение и мощность, производимую генератором.У некоторых также есть индикатор неисправности, указатель уровня топлива и датчик температуры.

10

Рама / корпус

Рама / корпус представляет собой механическую конструкцию, которая поддерживает генератор и удерживает все его компоненты для обеспечения их безопасности и заземления. Рама также обеспечивает портативность портативного генератора.

Генератор магнитного поля состоит из источника питания (а), который пропускает …

Обычные методы лечения рака имеют несколько ограничений, включая низкую специфичность или отсутствие специфичности и, следовательно, низкую эффективность в различении раковых и здоровых клеток.Недавние разработки в области нанотехнологий представили интеллектуальные и новые терапевтические наноматериалы, в которых используются преимущества различных подходов к нацеливанию. Использование нанотехнологий в медицине и, в частности, доставки лекарств будет распространяться даже быстрее, чем за последние два десятилетия. В настоящее время многие наночастицы (НЧ) исследуются на предмет доставки лекарств, в том числе для лечения рака. Направленные наноматериалы избирательно связываются с раковыми клетками и сильно влияют на них, лишь незначительно влияя на здоровые клетки.Золотые наночастицы (Au-NP), в частности, были определены как важные кандидаты для новых терапевтических методов лечения рака из-за их биосовместимости, простоты функционализации и изготовления, оптических настраиваемых характеристик и хемофизической стабильности. В последнее десятилетие были проведены значительные исследования Au-NP и их биомедицинского применения. Функционализированные Au-NP представляют собой очень привлекательных и многообещающих кандидатов для доставки лекарств благодаря своим уникальным размерам, настраиваемым поверхностным функциям и контролируемому высвобождению лекарств.Кроме того, наночастицы оксида железа из-за их «суперпарамагнитных» свойств были изучены и продемонстрировали успешное применение во многих приложениях. В системах направленной доставки лекарственного средства наночастицы оксида железа, содержащие лекарственное средство, могут накапливаться в месте опухоли с помощью внешнего магнитного поля. Это может привести к увеличению эффективности высвобождения лекарственного средства в место опухоли и победить раковые клетки, не нанося вреда здоровым клеткам. Для того чтобы применение НЧ оксида железа в организме человека было реализовано, они должны быть биоразлагаемыми и биосовместимыми, чтобы минимизировать токсичность.Этот обзор иллюстрирует недавние достижения в области доставки лекарств и малых молекул, таких как фторурацил, фолиевая кислота, доксорубицин, паклитаксел и даунорубицин, особенно при использовании НЧ золота и оксида железа в качестве носителей противораковых терапевтических агентов.

Детали генератора переменного тока – Инструментальные средства

широко используются для выработки переменного напряжения. Чтобы понять, как работают эти генераторы, сначала необходимо понять функцию каждого компонента генератора.

Поле

Поле в генераторе переменного тока состоит из катушек проводников внутри генератора, которые получают напряжение от источника (так называемое возбуждение) и создают магнитный поток.Магнитный поток в поле разрезает якорь, создавая напряжение. Это напряжение в конечном итоге является выходным напряжением генератора переменного тока.

Арматура

Якорь – это часть генератора переменного тока, в которой вырабатывается напряжение. Этот компонент состоит из множества катушек с проволокой, достаточно больших, чтобы выдерживать ток полной нагрузки генератора.

Главный двигатель

Первичный двигатель – это компонент, который используется для привода генератора переменного тока. Первичный двигатель может быть вращающейся машиной любого типа, такой как дизельный двигатель, паровая турбина или двигатель.

Ротор

Ротор генератора переменного тока – это вращающийся компонент генератора, как показано на рисунке 1. Ротор приводится в движение первичным двигателем генератора, которым может быть паровая турбина, газовая турбина или дизельный двигатель. В зависимости от типа генератора этот компонент может быть якорем или полем. Ротор будет якорем, если на нем генерируется выходное напряжение; ротор будет полем, если к нему приложить возбуждение поля.

Рисунок 1 – Базовый генератор переменного тока

Статор

Статор генератора переменного тока – это неподвижная часть (см. Рисунок 1).Как и ротор, этот компонент может быть якорем или полем, в зависимости от типа генератора. Статор будет якорем, если там вырабатывается выходное напряжение; статор будет полем, если к нему приложено возбуждение поля.

Контактные кольца

Контактные кольца – это электрические соединения, которые используются для передачи мощности к ротору генератора переменного тока и от него (см. Рисунок 1). Контактное кольцо состоит из круглого проводящего материала, который соединен с обмотками ротора и изолирован от вала.Щетки перемещаются по контактному кольцу при вращении ротора. Электрическое соединение с ротором осуществляется с помощью щеток.

Контактные кольца используются в генераторах переменного тока, поскольку желаемый выходной сигнал генератора представляет собой синусоидальную волну. В генераторе постоянного тока использовался коммутатор для обеспечения выхода, ток которого всегда протекал в положительном направлении, как показано на рисунке 2. Это не обязательно для генератора переменного тока. Следовательно, генератор переменного тока может использовать контактные кольца, которые позволят выходному току и напряжению колебаться между положительными и отрицательными значениями.Эти колебания напряжения и тока принимают форму синусоидальной волны.

Рисунок 2 – Сравнение выходов генераторов постоянного и переменного тока

компонентов генераторов | Блог управления движением

Что такое генератор? По своей сути генератор – это просто вращающийся электрический блок.

В зависимости от конструкции он может вырабатывать постоянный ток (DC), переменный ток (AC) или и то, и другое. Генератор необходим для преобразования механической энергии в электричество.Благодаря своей универсальности и мощности, это основа многих передовых систем, включая современную робототехнику.

Некоторые ключевые компоненты генераторов включают:

Поле : Это устройство, которое создает магнитный поток при воздействии напряжения. Он состоит из нескольких катушек проводников, которые работают вместе при получении напряжения источника – процесс, называемый возбуждением .

Якорь : Якорь является основным источником выходного напряжения генератора.Магнитный поток в поле способствует этому выходу. Якорь состоит из батареи проволочных катушек, каждая из которых может выдерживать полное номинальное напряжение генератора.

Первичный двигатель : Первичный двигатель – это тип турбины, используемой для привода генератора переменного тока. Он может состоять, например, из газовой, паровой, гидравлической или ветряной турбины. Некоторые системы могут даже иметь резервные резервные турбины.

Ротор : Как следует из названия, ротор является главным вращающимся элементом генератора.Он приводится в движение первичным двигателем. В зависимости от общей конструкции системы ротор может быть якорем или полем. Последнее более распространено в современных системах.

Статор : Статор – это стационарный элемент конструкции системы. Он работает с ротором и, как и сам ротор, может быть как полем, так и якорем.

Контактные кольца : Контактные кольца – это специальные электрические соединители, которые облегчают передачу энергии к ротору и от него.Индивидуальное контактное кольцо представляет собой круглый проводник, связанный с обмотками ротора, но изолированный от вала.

Подшипники вала : Вал соединяет первичный двигатель и остальную часть генератора. Ряд подшипников точно расположены, чтобы структурировать относительное движение движущихся частей системы. Это помогает снизить трение и уменьшить «износ».

Несмотря на то, что существует множество способов спланировать и структурировать систему генератора, инженер должен быть знаком с каждым из этих общих компонентов и их эффектами.

Хотите быстро освоить теорию двигателей и генераторов? Это легко сделать с курсом MCMA по основам теории двигателей и генераторов. Стремящиеся и опытные инженеры могут углубить свое понимание электрических и электромагнитных систем, термодинамики, устройств обратной связи и многого другого.

9 Компоненты генератора

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

1. Двигатель : источник входной механической энергии для генератора.Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может выдать генератор. При оценке двигателя вашего генератора необходимо учитывать несколько факторов. Изготовитель технических характеристик двигателя и графиков технического обслуживания.
   • Тип используемого топлива – двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном состоянии) или природный газ. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, в то время как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе.Некоторые двигатели также могут работать на двойной подаче дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме.
   • Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) в сравнении 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 на блоке двигателя. OHV

2. Генератор : известен как «Genhead», составляя часть генератора, которая вырабатывает электрическую мощность из механического входа, подаваемого двигателем.Он содержит набор неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество.
   • Статор – Стационарный компонент, который содержит набор электрических проводников, намотанных в катушках над железной рудой.
   • Ротор / Якорь – Движущийся компонент, создающий вращающееся магнитное поле посредством 1) индукции, 2) постоянных магнитов, 3) использования возбудителя.

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

При оценке генератора переменного тока необходимо учитывать следующие факторы:

• • a) Металлический корпус по сравнению с пластиковым корпусом – цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора. Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к обнажению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и опасно для пользователя.
  • Шариковые подшипники и игольчатые подшипники – шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.
  • Бесщеточная конструкция – генератор, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания и вырабатывает более чистую мощность.

3. Топливная система – Топливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем в течение 6-8 часов. В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью основания генератора. Для коммерческого использования может потребоваться монтаж и установка внешнего топливного бака. Общие характеристики топливной системы включают:
   • Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю – линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо от двигателя в бак.
   • Вентиляционная труба для топливного бака – топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и слива бака.
   • Подключение перелива от топливного бака к сливной трубе – это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака вызывал разлив жидкости в генераторную установку
   • Топливный насос – перекачивает топливо из основного накопительного бака в дневной. Топливный насос обычно работает от электричества.
   • Водоотделитель топлива / топливный фильтр – отделяет воду и посторонние вещества от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.
   • Топливная форсунка – распыляет жидкое топливо и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.
4. Регулятор напряжения – Регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описан, поскольку каждый компонент регулирует выходное напряжение генератора.Механизм описан ниже для каждого компонента, который участвует в циклическом процессе регулирования напряжения.
   • Регулятор напряжения: преобразует переменное напряжение в постоянный ток.
   • Обмотки возбудителя: преобразует постоянный ток в переменный.
   • Ротационные выпрямители: преобразует переменный ток в постоянный.
   • Ротор / Якорь: преобразует постоянный ток в переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности.По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, ровно столько, чтобы поддерживать выходную мощность генератора на полном рабочем уровне.

5. Системы охлаждения и выхлопа – продолжительное 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 в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях. Водород можно использовать в качестве хладагента для обмоток статора больших генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Для обычных применений, как жилых, так и промышленных, на генераторе устанавливаются стандартный радиатор и вентилятор, которые работают как основная система охлаждения.

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

Выхлопная система – выхлопные газы, выделяемые генератором, такие же, как выхлопные газы любого другого дизельного или бензинового двигателя, и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов.

6. Система смазки – Поскольку генератор состоит из движущихся частей двигателя, ему требуется смазка для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе. Уровень смазочного масла следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять отсутствие утечек смазки и менять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.
7. Зарядное устройство – Генератор запускается от батареи.Зарядное устройство поддерживает заряд аккумуляторной батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если напряжение холостого хода очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным. Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением напряжения холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов.Зарядное устройство аккумулятора имеет изолированный выход постоянного напряжения, который не мешает нормальному функционированию генератора.
   • Панель управления – пользовательский интерфейс генератора, содержащий положения для электрических розеток и органов управления. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из основных характеристик:
   • Электрический пуск и останов. Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют работу генератора и автоматически отключают агрегат, 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, постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет встроить отключение генератора при любом из них превышают соответствующие пороговые уровни.
   • Генераторные датчики – на панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока, напряжения и рабочей частоты.
   • Другие элементы управления – переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.
8. Панель управления
   Это пользовательский интерфейс генератора, содержащий положения для электрических розеток и органов управления. В следующей статье представлены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.
   • Электрический запуск и выключение – Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически отключают агрегат, когда он больше не нужен.
   • Указатели двигателя – различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы.