Принцип действия генератора: Принцип работы генератора и способы его проверки на исправность

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности – всему нужна электроэнергия. Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация. Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  – важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков.

Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель – именно так работает генератор тока.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин – генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Вспоминаем уроки физики. Электроток – заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени).

Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке – переменный, в батарейке – постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт – всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт – переменный.

Автор статьи и специалисты Mototech прекрасно осведомлены о том, что и постоянный ток может иметь практически любое напряжение (например, 380 Вольт на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток для узких задач.

В чем конструктивная разница между генераторами

Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один – потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются. Элементы (комплектующие) также отличны.

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

• Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока.
• Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
• Статора. Остов с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
• Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода – снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
• Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности. По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

---

Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

Асинхронным машинам характерны:

• Отсутствие электрической связи с ротором;
• Вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
• Измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

• Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов.
• Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное.
• Выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток.
• С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю.

---

Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом, если положительных/отрицательных точек больше, ЭДС и ориентировочное количество электроэнергии рассчитываются по формуле.

---

К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

• Небольшой вес и компактность агрегата;
• Возможность использовать в экстремальных условиях;
• Отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.

Принцип работы генератора переменного тока

Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле.

Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток.
Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.

Основные достоинства генераторов переменного тока

В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

• Большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
• Выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
• Проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
• Конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
• Больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.

Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии. Например, на борту самолетов. Если большая мощность – не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники. 

Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального. 99% того, что питается от централизованной сети – это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования. 

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока. Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств. С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.

Генератор постоянного тока. Принцип работы, применение.

Современные условия развития производственной сферы предполагают использование большого количества электроэнергии в различных ее видах. Как правило, мы слышим о широком распространении и востребованности переменного тока, однако, во многих сферах используется и постоянный.

Для его получения используется особый вид энергогенерирующего оборудования – генератор постоянного тока. Данное устройство строится на принципе преобразования механической энергии в электрическую.

Как и другим источникам энергии, генератору постоянного тока свойственны такие основные характеристики, как:

• Номинальное напряжение;
• Номинальный ток;
• Мощность;
• Частота вращения.

В частности, показатели мощности таких установок могут очень существенно колебаться и находятся в диапазоне от нескольких КВт до 10 МВт.

Устройства данного типа, в свою очередь, подразделяются на 2 основные группы в зависимости от способа возбуждения:

• Генераторы с независимым возбуждением;
• Генераторы с самовозбуждением.

В первом случае обмотка возбуждения питается от посторонних источников энергии в виде вспомогательных генераторов или аккумуляторов. Также при небольших мощностях в качестве источника питания используется магнитоэлектрический принцип.

Во втором случае обмотка питается от энергии, вырабатываемой самим генератором.

Устройство генератора постоянного тока

Принципом, на котором основывается работа генератора постоянного тока, является электромагнитная индукция и устройство самой установки включает в себя несколько основных узлов.

• Неподвижная индуктирующая часть;
• Вращающаяся индуктируемая часть – якорь.

Неподвижная часть включает главные и дополнительные полюса, а также станину. Полюса представляют собой стальные сердечники с размещенными на них катушками с обмоткой возбуждения, как правило, из медного провода.

Вращающийся якорь включает стальной сердечник с медной обмоткой и коллектор.

Впоследствии при работе установки постоянный ток проводится через обмотку возбуждения и происходит образование магнитного потока полюсов.

Обе части генератора объединяются в одну цепь при помощи специальных неподвижных щеток из графита или графитного сплава.

Применение генераторов постоянного тока в жизни

Во многих сферах промышленности широко используются источники постоянного тока, что обусловлено особенностями технологического процесса и на сегодня является безальтернативным вариантом.

В частности, востребованы генераторы постоянного тока в электролизной промышленности, металлургии. Кроме того, часто такие установки применяют на судах, тепловозах, трамваях и в других направлениях транспортной сфере.

В металлургии установки постоянного тока необходимы для использования в работе прокатных станов.

Генератор азота: принцип действия, описание рабочего процесса

Главная / Статьи / Генератор азота: преимущества использования на производстве

---



Азот – инертный газ, использующийся во многих технологических циклах, например, для питания хроматографов. Использование газа в баллонах высокого давления сопряжено со многими трудностями и приводит к большим расходам. Генератор азота позволяет исследователю получать нужное количество вещества и полностью контролировать весь процесс. В этой статье будут разобраны особенности использования оборудования, а также:

Принцип работы генератора азота

В промышленных условиях данный газ можно получить тремя способами:

• Фракционная дистилляция сжиженного воздуха.
• Химическая реакция с углем.
• Выделение адсорбционным методом.

Но только последний способ позволяет получать большие объемы вещества и подавать его под нужным давлением. Работа генераторов азота основана именно на этой технологии. В воздухе содержится около 78% инертного газа, и его выделение из атмосферы – экономичное и практичное решение. В генераторе воздух проходит через адсорбент, удерживающий молекулы кислорода, и пропускающий азот. Газы разделяются и могут использоваться в промышленных целях.

Схема устройства генератора азота

Конструкция оборудования, его технические параметры и эксплуатационные возможности определяются производителем и видом модели. Например, генератор азота, от производителя НПФ «Мета-хром», вырабатывает до 18 литров газа в час при его чистоте не менее 99,999%, что является очень высоким показателем.

Прибор состоит из:

• Компрессора.
• Газоразделяющей установки.

В задачи первого блока входит сжатие подаваемого воздуха до нужных значений (не менее 6 атм.) и его предварительная очистка. Перед газоразделителем поток проходит через фильтр, улавливающий частицы воды и масла. Сам генератор азота представляет собой модульную систему из алюминиевых колонн с углеродными молекулярными ситами.

Сначала разделение идет в первом модуле: сито удерживает углекислый газ и кислород, а азот подается в резервуар. Затем колонка очищается от накопленных веществ, в то время как адсорбция протекает во втором модуле. Так обеспечивается непрерывность технологического процесса.

Все режимы работы отражаются на дисплее установки, оператор полностью контролирует выработку инертного газа, его давление, подачу.

Описание рабочего процесса

Доступный для многих предприятий и лабораторий азотный генератор, открывает большие преимущества: стоимость технологических процессов снижается за счет отказа от закупок сжатого газа. Но для достижения экономической выгоды важно, чтобы оборудование работало в нужном режиме: производило достаточное количество вещества определенной чистоты, не требовало сложного подключения или обслуживания, было безопасным и долговечным. Рабочий процесс устройства, соответствующего этим критериям, выглядит следующим образом:

• В течение первых 8–10 минут после включения происходит очистка ресивера, адсорберов, соединяющих труб от инородных примесей.
• Запуск и подготовка датчиков, отслеживающих концентрацию кислорода и углекислого газа в готовом продукте не должна превышать 0,001% согласно ГОСТу.
• Когда достигнуты нужные показатели чистоты, генератор азота подает вещество в линию потребителя (например, для питания хроматографической установки).
• Дальнейшая работа устройства направлена на одновременное удовлетворение нескольких целей. Поддерживается стабильное давление подачи очищенного азота в потребительский канал, происходит дальнейшее газоразделение и контролируется концентрация О₂.

Преимущества современных генераторов азота

При выборе оборудования потребитель учитывает его мощность, степень очистки газа, максимальную производительность генератора азота, а также ряд особенностей установки:

• Максимальная экономическая эффективность. Высокая степень очистки должна достигаться при небольших затратах электроэнергии, это обеспечит низкую себестоимость газа.
• Продуманный рабочий процесс. Большинство технологических циклов нуждаются в непрерывной подаче инертного вещества, и установка должна обеспечивать это условие. При этом оборудование не должно допускать снижение качества газоразделения или требовать длительных периодов простоя (например, для очистки сит и фильтров).
• Работа с любым источником сжатого воздуха. Это повышает продуктивность использования устройства за счет снижения затрат на обслуживание и подключение агрегата.
• Быстрая и простая пусконаладка. Недорогой монтаж также является важным фактором при выборе подходящего оборудования.

Качество газа и области применения установки

Многие промышленные предприятия и лаборатории решают применять генератор азота не только для хроматографических исследований. Газ используется в качестве носителя или для создания инертной среды при выполнении многих операций и на производстве. Например, его используют при:

• Лазерной резке;
• Термической обработке металлоизделий.
• Пайке электрических схем.
• Производстве и упаковке пищевой продукции.
• Бутилировании спиртных напитков.
• Поддержании работы автоклав.
• Создании химических и газовых подушек.
• Проведении различных испытаний под давлением и так далее.

При этом каждый процесс нуждается в определенной чистоте азота. Современные генераторы практически полностью удаляют примеси О₂, СО₂, паров воды, обеспечивая стабильно высокое качество газоразделения. Поэтому установки могут применяться в любой отрасли промышленности.

Компактность устройства, его простая пусконаладка, высокая производительность, отсутствие сложного или дорогостоящего обслуживания – ключевые преимущества современных моделей. Это надежный выбор и продуманное решение для каждой компании.

Устройство бензинового и дизельного генератора в Москве и его принцип действия

Электростанции – это специально изготовленные устройства, которые превращают механическую энергию в электрическую. Он используется для выработки электричества и снабжения электрической энергией всех потребителей, которые входят в так называемую систему электрооборудования. Кроме этого, его могут использовать в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Рассматривая устройство и принцип работы, можно сказать, что это сложный механизм, что синхронно работает и приносит свои плоды. Разобравшись более подробно в принципе функционирования электростанции, вы поймете, как именно она работает.

По каким принципам происходит процесс функционирования генераторов

Все современные аппараты, что представлены на рынке, работают на принципе электромагнитной индукции. В этом случае, в проводнике, что двигается в магнитном поле и пересекает его силовые линии, образуется электродвижущая сила. Этот проводник и станет выступать в качестве источника электрической энергии.

Стоит заметить, что перемещение проводника происходит с помощью, так называемых вращательных движений. В состав любой такой установки обязательно должны входить:

• несколько магнитов, чаще всего используются электромагниты;
• конструкция из проводников, что будут пересекать магнитное поле;
• специальная система для отвода напряжения.

Чтобы наглядно продемонстрировать принцип работы устройства, берется проводник, сгибающийся в виде петли. Потом ее ставят между двумя магнитами с разными полюсами. В том случае, если петлю вращать вокруг своей оси, то в ее сторонах, размещенных в направлении полюсов, начинает возникать электродвижущая сила. Чтобы увидеть работу конструкции, необходимо прикрепить к ней с помощью проводов обычную лампочку. Пока петля будет совершать вращательные движения, лампа будет светить, а когда петля остановится, то она соответственно потухнет. В данном случае, на конце петли будет скапливаться напряжение, а по самой спирали будет циркулировать самый настоящий электрический ток.

Этот пример идеально показывает работу самого простого устройства. Но в современных моделях используется усовершенствованная система магнитов, внутри которых находится целая катушка из медных проводков. Медь прекрасно переносит электрический ток и передает его на систему отвода напряжения. Главное, чтобы магнитное поле было замкнутым, тогда и результат будет положительным.

Все устройства можно разделить в зависимости от того, какой ток будет на выходе оборудования.

• Установки постоянного тока, когда на выходе имеем постоянный и одинаковый ток.
• Устройство с переменным током на выходе, которые могут быть однофазными и трехфазными.

Естественно, мы рассмотрели принцип действия генератора бензинового или дизельного на достаточно простом примере. Но если взять достаточно сложные приборы, принцип действия будет тот же. Единственное, что здесь поменяется – это количество используемых элементов.

Устройство и принцип работы дизельного генератора

Чтобы преобразовать механическую энергию (двигателя внутреннего сгорания, ветрового двигателя, турбины) в электрическую энергию (постоянного или переменного тока), необходим генератор. Основные части генератора – неподвижный якорь (статор) и приводимый во вращение первичным двигателем с высоким постоянством числа оборотов индуктор (ротор) с питаемой постоянным током обмоткой возбуждения.

Ротор электромашины переменного тока может вращаться с частотой магнитного поля или отставать от него (вращаться с меньшей скоростью). В первом случае машина относится к синхронным, во втором к асинхронным. Синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме, называется синхронным генератором. Синхронный генератор обратим, т. е. при подключении якорной обмотки к трехфазной электросети он работает как электродвигатель.
Принцип работы синхронного генератора

При вращении ротора синхронного генератора (СГ) линии его магнитного поля пересекают обмотку статора. Магнитное поле ротора создается независимым возбудителем, в качестве которого может служить аккумулятор или дополнительный генератор постоянного тока с напряжением обычно не выше 150 В, а также ртутные, полупроводниковые (селеновые или германиевые) или механические выпрямители.

Возможно и обратное решение (применяемое обычно в малогабаритных передвижных установках переменного тока) – вращение ротора в неподвижном магнитном поле, при этом вырабатываемый в обмотках ротора переменный ток необходимо снимать с ротора через коллектор. Вырабатываемая СГ электродвижущая сила (ЭДС) пропорциональна магнитной индукции, длине паза статора, числу витков в обмотке статора, внутреннему диаметру статора и частоте вращения магнитного поля. Изменение ЭДС синхронного генератора возможно путем регулирования тока в обмотке возбудителя реостатом или системой автоматического регулирования.

Частота вращения магнитного поля равна скорости вращения ротора, а частота вырабатываемого переменного напряжения пропорциональна частоте вращения магнитного поля и количеству пар полюсов статора. В качестве примера, при заданной частоте СГ 50 Гц при числе пар полюсов 1 ротор должен вращаться со скоростью 3000 об/мин, а при числе пар 2 – со скоростью 1500 об/мин и т.д.

Для поддержания постоянства частоты вырабатываемого СГ переменного напряжения скорость вращения первичного двигателя поддерживается постоянной посредством автоматического регулятора скорости.

Обычно от СГ требуется выработка напряжения порядка 15-40 кВ, снять такое напряжение с вращающегося коллектора сложно, и обмотки якоря, с которого снимается вырабатываемая электрическая энергия, выгодно сделать неподвижными. Мощность же возбуждения СГ обычно составляет 1-3% и не превышает 5% мощности СГ; подать эту мощность на вращающийся ротор не составляет проблемы.

При мощности СГ до нескольких киловатт магнитное поле ротора может обеспечиваться постоянными магнитами (самыми современными, неодимовыми), что позволяет обойтись без коллектора и токосъемника. При этом, ввиду невозможности регулирования магнитного потока ротора, выходное напряжение СГ неизменно и не поддается регулированию, либо же с регулированием возникают сложности. Мощность современного синхронного генератора достигает нескольких Гвт и выше.

 

Виды синхронных генераторов

Генераторы разделяются по способу возбуждения. Самый простой способ, не требующий дополнительного источника питания для возбуждения статора – это использование самовозбуждения за счет остаточного намагничивания сердечника ротора даже при отсутствии в обмотках ротора тока возбуждения. При вращении ротора слабый остаточный магнитный поток ротора вызывает образование в обмотках ротора небольшой ЭДС, которая отбирается понижающим трансформатором, выпрямляется и через коллектор подается в обмотку возбуждения, что увеличивает магнитный поток, ЭДС генератора и дальнейшее развитие процесса самовозбуждения, вплоть до выхода на нормальный режим работы. Подобная схема с самовозбуждением успешно применяется в автономных установках наземного, водного и воздушного транспорта.

Если применяется тиристорное устройство регулирования тока возбуждения, появляется возможность автоматического регулирования выходного напряжения СГ (поддержания его постоянства или изменения по определенному закону в зависимости от величины и характера нагрузки). Возможно также возбуждение ротора от дополнительного генератора (подвозбудителя), имеющего общий вал с основным генератором или соединенного с валом СГ посредством полумуфты.

 

Устройство синхронного генератора

Статор СГ по устройству схож с устройством статора асинхронного двигателя. Сердечник статора, в пазах которого размещается обмотка, собран из спрессованных в виде пакета пластин электротехнической стали толщиной 1-2 мм, разделенных изолирующей пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм.

Синхронный генератор может вырабатывать переменный ток однофазный или, чаще всего, трехфазный. К обмотке статора подключается нагрузка.

Конструктивно полюсы статора могут быть выступающими (как в тихоходных СГ со скоростью вращения не выше 1000 об/мин, вращаемых гидротурбинами), либо же не выражаться явно (как в скоростных машинах).

Синхронный генератор обратим – он может не только вырабатывать переменный ток (режим генератора), но и совершать механическую работу (режим двигателя).

Для охлаждения ротора в конструкции СГ предусмотрены крыльчатки на общем с ротором валу. Прежде чем поступить в СГ для охлаждения обмоток, воздух пропускается через фильтр, если же система охлаждения замкнута, он дополнительно охлаждается в теплообменнике. В качестве охлаждающего агента, помимо воздуха, применяется и водород ввиду своей легкости.

Концы обмоток СГ выводятся на контактную колодку, что позволяет соединить обмотки трехфазного СГ по схеме звезды или треугольника.

При необходимости получения синусоидального напряжения на выходе к форме явно выраженных полюсных наконечников предъявляются определенные требования, либо необходимо (при неявно выраженных полюсах) расположить витки роторной обмотки по особому закону.

 

Режимы работы синхронного генератора

Синхронный генератор может работать в режиме холостого хода, при отсутствии токов в обмотке якоря, и тогда вырабатываемое напряжение задается лишь током возбуждения.

При подключении к СГ потребителя через обмотку якоря начинают протекать токи, и создаваемое ими магнитное поле складывается с полем ротора. Ток в якорной обмотке при чисто активной нагрузке (нагревательные элементы, лампочки накаливания) совпадает по фазе с ЭДС, при индуктивной (асинхронные электродвигатели, дроссели, трансформаторы) отстает, а при емкостной (батареи конденсаторов, корректоры коэффициента мощности, высоковольтные ЛЭП) опережает. При активной нагрузке создаваемый в статоре дополнительный магнитный поток перпендикулярен потоку ротора, и ЭДС генератора, определяемая суммарным потоком, возрастает.

Реактивная нагрузка ведет к отклонению направлений потоков от перпендикулярности, вследствие несовпадения фаз тока якорной обмотки и ЭДС, и при емкостной нагрузке ЭДС генератора увеличивается еще выше, поскольку направление потоков начинает совпадать (вызывается продольно-намагничивающая реакция), а при индуктивной нагрузке к снижению ЭДС вследствие встречного направления потоков (вызывается продольно-размагничивающая реакция). Наиболее часто встречается смешанная активно-индуктивная нагрузка.

Чтобы устранить воздействие реакции якоря на ЭДС генератора, предусматривается регулирование возбуждения ротора с целью поддержания ЭДС на должном уровне с исключением ее зависимости от мощности и вида нагрузки. Также, для устранения колебаний при резкой смене режима работы СГ, помимо основной обмотки возбудителя, наматывается еще и демпферная (успокаивающая) катушка, особо полезная при совместной работе нескольких СГ на общую сеть. Поскольку нагрузка СГ не остается постоянной и время от времени меняется, существует необходимость постоянного регулирования тока возбуждения, что осуществляется автоматическими системами регулирования.

При нормальной работе СГ допустимы некоторые отклонения коэффициентов мощности нагрузки, напряжения и частоты в пределах нескольких процентов от номинальных значений. При нарушениях в линии нагрузки (коротких замыканиях, непостоянстве отбираемой мощности, неравномерном распределении нагрузки между фазами), возникает асимметрия выходного напряжения СГ, форма напряжения искажается и отклоняется от синусоидальной, что может приводить к перегреву обмоток и элементов конструкции генератора. Также, к искажениям формы ЭДС генератора ведет нелинейность нагрузки (подключенные к сети выпрямители, инверторы).

При работе СГ важно следить за расходом охлаждающей воды, автоматика должна предупреждать персонал при снижении расхода путем включения сигнализации, и при резком падении расхода приступить к разгрузке генератора с последующим отключением в течение нескольких минут.

Работа нескольких синхронных генераторов на общую сеть

Параллельная работа нескольких СГ необходима для полного использования их мощности, позволяет создавать мощные источники питания, а также периодически выводить на профилактику или в ремонт один из генераторов.

При параллельной работе нескольких СГ требуется строгое постоянство вырабатываемой каждым из них частоты, с высоким поддержанием постоянства скорости их вращения.

При включении в сеть еще одного СГ требуется равенство его напряжения напряжению сети с постоянством частоты, фазы и чередования фаз. Лишь при совпадении этих условий при включении СГ в сеть не будет толчков тока и опасных для обмоток уравнительных токов.

Синхронизация осуществляется посредством специальных устройств – синхроскопов, наиболее простыми из которых является ламповые, позволяющие по характеру свечения ламп синхроскопа определить с достаточной для практики точностью момент совпадения напряжения подключаемого генератора и сети по частоте, фазе и порядку чередования фаз.

 

 

Принцип работы генератора азота

Современные промышленные предприятия трудно представить без такого полезного и удобного оборудования, как генератор азота. Сфера использования оборудования, генерирующего азот, достаточно широка. Данный газ широко применяют на различных производствах. В нефтяной и газовой промышленности, а также на химическом производстве. В фармацевтической отрасли и пищевой промышленности газ используют для генерирования инертных сред.

---

Большой популярностью также пользуются установки, предназначенные для тушения пожаров с помощью азота. Данное оборудование высокоэффективно, в ликвидации пожаров на опасных предприятиях (например, на нефтехимических заводах). Такое оборудование производят на основе новейших технологий. Являясь высокоэффективными системами, они в кратчайшие сроки ликвидируют очаг возгорания – азот в виде газа подают в помещение, где произошло возгорание или взрыв.

Азотные генераторы можно разделить на две группы: мембранные и адсорбционные генераторы азота.

Агрегаты первого типа генерируют азот с чистотой от 90% до 99,5%. Деление газовых сред в такой модели происходит благодаря половолоконным мембранам. Они работают следующим образом: из-за быстрого движения азота он первым достигает мембранного блока и временно остается в нем. Генераторная установка мембранного типа является полноценной установкой и включает в себя все необходимые элементы (воздушный компрессор, азотный и воздушный ресивер и т. д.).

Второй тип установок применяется в тех отраслях, где нужен азот большей чистоты – от 95 до 99,99%. Генерация такого азота из воздуха происходит с помощью молекулярных сит. Адсорбционная установка требует дополнительную систему с воздушным компрессором, фильтром для очистки, осушителем сжатого воздуха, воздушным и азотным ресиверами и другими необходимыми элементами.

Азотная станция может включать как целый комплекс оборудования, работа которого направлена на правильное функционирование генератора азота, так и представлять собой небольшой мобильный модуль. Это зависит от технологических потребностей конкретного производства.

Одним из лидеров по производству азотных генераторов является компания Isolcell. Новая линейка генераторов азота PSA от этого итальянского бренда производится с применением новейших разработок, что делает данное оборудование привлекательным в этой сфере рынка. Установки действуют по технологии короткоцикловой адсорбции и производят азот очень высокой чистоты – 98-99,99%. Кроме того, такие установки имеют хорошую окупаемость и позволяют существенно снизить расходы.

В основе конструкции азотных генераторов Isolcell находятся резервуары, которые содержат углеродные молекулярные сита. С их помощью кислород удаляется из сжатого высушенного и профильтрованного воздуха (при низком давлении от 7 до 10 Бар). Агрегаты выполнены по модульному принципу и являются полностью автоматическими. Генератор имеет анализатор и индикатор содержания кислорода, которые позволяют следить за содержанием кислорода на выходе. Кроме того, азотные генераторы Isolcell не требуют обслуживания.

Генераторы азота типа PSA являются лидерами в своей категории, благодаря идеальному соотношению цены и качества. Цена генераторов азота зависит от их производительности и типа.

Инверторный генератор – электростанция в которой используется инверторная система с регулятором широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для более высокого качества электроэнергии (стабильность выходного напряжения и частоты). Принцип работы инверторного генератора следующий. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи выпрямителя, после чего осуществляется фильтрация пульсаций, сглаживаемая емкостными фильтрами. После этого, благодаря мощным ключам на транзисторах или тиристорах, включенных по мостовой схеме, осуществляется формирование переменного тока на нагрузке. Высокое качество выходных параметров (то есть самого тока) обеспечивается не только высококачественным сглаживанием пульсаций, но и стабильностью работы системы управления, отслеживающей необходимые выходные характеристики посредством цепей обратных связей.       Ротор вращается вокруг статора. На выходе получается трехфазный переменный ток, который поступает на цепь выпрямления блока инвертора. С помощью цепи выпрямления трехфазный переменный ток преобразовывается в постоянный, а затем стабилизируется при помощи цепи сглаживания. В цепи преобразования этот постоянный ток превращается в синусоидальный, который почти аналогичен полной синусоиде. На выход инвертора поступает переменный ток. Микрокомпьютер контролирует напряжение и частоту сигнала по частотной характеристике напряжения.   Электростанции подобного типа имеют массу плюсов: – Бензиновые электростанции инверторного типа отличаются более экономичным режимом работы. Это достигается благодаря наличию инверторной системы зажигания, а также автоматической регулировке оборотов двигателя, в зависимости от необходимой нагрузки. Кроме того, бензиновые электростанции инверторного типа оснащены функцией переключения работы двигателя в экономичный режим, в том случае, если нагрузка на генератор не велика; – Инверторные генераторы отличаются, также, иным принципом соединения с двигателем. В электростанциях подобного типа, генератор соединяется с мотором напрямую, без включения в эту систему массивного маховика. Это позволило значительно сократить вес электростанции, вплоть до 50%, а также уменьшить габариты устройства; – Бензиновые электростанции инверторного типа, как правило, оснащаются современными системами воздушного охлаждения двигателя. Также, в них значительно улучшена система шумопоглащения. Бензиновые двигатели и так работают гораздо тише дизельных, а использование двойного шумопоглощающего кожуха, и довольно эффективных глушителей, позволяют рекомендовать подавляющее большинство моделей таких электростанций для эксплуатации в непосредственной близости с местами работы или жизнедеятельности человека; – Кроме того, инверторные электростанции значительно “чище” других генераторов. Благодаря современной, высокоэффективной системе улучшенного сгорания топлива, уровень вредных выбросов максимально снижен, что делает эти устройства значительно безопаснее для окружающей среды; Современные генераторы очень надежны. Это достигается не только более совершенной конструкцией и качеством сборки, но и применяемым инновационным технологиям защиты основных узлов и деталей генератора.

Что такое генератор? Принцип работы, типы и компоненты

Что такое генератор? Для чего его используют? Как это работает? Есть ли у него разные типы? Если да, то какие? Каковы различные компоненты генератора и для чего они нужны? Это вопросы, на которые нужно ответить, прежде чем покупать генератор? Если вам нужен генератор и вы собираетесь его купить, у нас для вас хорошие новости, потому что мы собираемся ответить на все эти вопросы в этой статье исчерпывающе и творчески.

Чтобы точно знать, что такое генератор, вам необходимо знать, что он делает, где используется, каков его принцип работы, сколько типов он имеет и из каких компонентов состоит. Linquip собрал всю необходимую информацию, и в этой статье мы подробно рассмотрим каждую из этих тем. Поэтому прочтите следующие разделы, чтобы получить все ответы, которые вам нужно знать.

Что такое генератор?

Генераторы

– это полезные устройства, которые обеспечивают подачу электроэнергии во время отключения электроэнергии и предотвращают прерывание дневных и ночных дел и действий или сбои в работе в различных условиях и местах.Все, что делает генератор, – это преобразовывать механическую энергию, поступающую из внешнего источника, в электрическую, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для других устройств. Он работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея.

Этот закон гласит, что везде, где проводник помещен в изменяющееся магнитное поле, индуцируется электромагнитный поток. Существуют различные электрические и физические конфигурации генераторов. Такое разнообразие конфигураций позволяет использовать их в различных приложениях.В следующих разделах мы подробно рассмотрим, как работает генератор, какие у него разные типы и из каких частей состоит генератор. Читайте дальше, чтобы познакомиться с миром этого удивительного устройства.

Принцип работы генератора

Прежде всего, имейте в виду, что генератор – это не устройство, вырабатывающее электричество. Генератор использует предоставленную механическую энергию и заставляет поток существующих электрических зарядов внутри провода своих обмоток.Этот поток электрических зарядов заставляет выходной электрический ток использоваться для различных целей.

Чтобы понять, что выдает генератор, лучше рассмотреть водяной насос. Водяной насос создает поток воды, но не создает воду, протекающую через него. Проще говоря, генераторы вырабатывают электрическую энергию, улавливая энергию движения и превращая ее в электричество, заставляя электроны внешних источников проходить через электрическую цепь. Генераторы аналогичны электродвигателям, но работают в обратном направлении.

Как упоминалось ранее, генератор работает на основе принципа электромагнитной индукции, введенного Майклом Фарадеем в 19 веке. Этот закон гласит, что, когда проводник движется внутри магнитного поля, создаются электрические заряды, и их можно заставить течь. Опять же, простыми словами, генератор – это просто пара вращающихся проводов рядом или внутри магнита или магнитного поля, которое вызывает электрический ток. Пример водяного насоса – лучший способ понять, что делает генератор.

Теперь, когда вы знаете, что делает генератор и как он работает, вы ближе к ответу на вопрос «что такое генератор». Чтобы завершить определение генератора, давайте посмотрим, сколько у него типов и насколько они разные. В следующем разделе мы поговорим о различных типах генераторов. Оставайтесь с нами.

Типы генераторов

Генераторы делятся на два различных основных класса или категории: генераторы переменного тока (переменного тока) и генераторы постоянного тока (постоянного тока).

1. Генератор переменного тока

Генераторы переменного тока или, как их еще называют, генератор переменного тока, являются одним из наиболее важных устройств для обеспечения электроэнергией в нескольких условиях нашей жизни. AC работают по принципу электромагнитной индукции. Генераторы переменного тока подразделяются на две категории: индукционные генераторы и синхронные генераторы. Поскольку в генераторах этого типа нет щеток, обслуживание практически бесплатное. размер переменного тока меньше по сравнению с постоянным током.Итак, они используются чаще. И наконец, что делает этот тип более популярным, так это то, что потери переменного тока меньше, чем потери постоянного тока.

2. Генератор постоянного тока

Этот тип генератора обычно используется в автономных приложениях. В зависимости от того, как магнитное поле создается в статоре, DC классифицируются на три основные категории: генераторы на постоянных магнитах, генераторы с раздельным возбуждением и генераторы с самовозбуждением. Некоторые преимущества DC: они просты в дизайне.Обычно они используются для управления большими двигателями и электрическими устройствами, требующими прямого управления. Постоянный ток уменьшает описываемые флуктуации, сглаживая выходное напряжение через обычный набор катушек вокруг якоря для некоторых приложений в установившемся режиме.

Компоненты генераторов

Итак, мы ознакомились с принципом работы и различными типами генераторов и постепенно приближаемся к ответу на вопрос «что такое генератор?» В этом разделе мы познакомим вас с основными частями генератора.Помимо мэйнфрейма, генератор состоит из 6 основных компонентов: двигателя, топливной системы, генератора, системы охлаждения, выхлопа и смазки. Мы разбили эти 6 частей на 4 основные категории. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этих компонентах.

1. Двигатель

Возможно, самая важная часть каждой машины – это двигатель. Обычно это часть всей системы, которая преобразует топливо в полезную энергию и помогает ему двигаться или выполнять свою механическую функцию.Таким образом, двигатель иногда называют первичным двигателем машины. В генераторе источником моторного топлива может быть бензин, дизельное топливо, природный газ, пропан, биодизель, вода, сточный газ или водород. Двигатель использует один из этих видов топлива для создания механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Некоторые двигатели, обычно используемые в конструкции генераторов, включают поршневые, паровые, турбинные и микротурбинные.

2. Топливная система

Все генераторы, работающие на одном из различных типов топлива, упомянутых ранее, имеют систему, которая собирает и перекачивает топливо в двигатель.Топливная система содержит бак, в котором хранится достаточно топлива для работы генератора в течение эквивалентного количества часов. Также имеется труба, соединяющая бак, а затем и двигатель, а обратная труба соединяет двигатель с топливным баком для возврата топлива.

Есть топливный насос, который перекачивает топливо из бака через топливопровод, а затем в двигатель. Другая часть топливной системы – это топливный фильтр, задача которого – отфильтровать любой мусор из топлива, прежде чем он попадет в двигатель.Последний компонент топливной системы – топливная форсунка. Работа топливной форсунки заключается в том, чтобы распылять топливо, а затем впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания двигателя.

3. Генератор и регулятор напряжения

Можно сказать, что основная работа генератора – это генератор переменного тока. Этот компонент превращает механическую энергию, производимую двигателем, в электрический ток. Генератор представляет собой статор, неподвижную часть набора катушек, и ротор или якорь, которые создают вокруг статора стабильное вращающееся электромагнитное поле.В целом, генератор вырабатывает электрическое напряжение, которое необходимо регулировать для получения постоянного тока, подходящего для практического использования.

4. Системы охлаждения, выпуска и смазки

Имеется система охлаждения для предотвращения перегрева и регулирования температуры компонентов генератора во время использования. В некоторых генераторах используется вентилятор, охлаждающая жидкость или и то, и другое, чтобы контролировать рабочую температуру генератора. Поскольку камера сгорания генератора преобразует топливо, генератор также будет создавать выхлоп.Вредные газы, выделяемые генератором во время использования, удаляются выхлопными системами. Последняя часть – это смазочная система. Поскольку генератор состоит из множества движущихся частей, и каждая из них требует смазки для плавного движения, должна быть система смазки, которая обеспечивает хорошее смазывание и плавность работы генератора.

Заключение

В этой статье мы попытались показать вам, что именно делает генератор. Чтобы ответить на вопрос «что такое генератор?» мы проанализировали принцип работы генератора и принцип его работы.Мы объяснили правила, которым следует генератор для превращения механической энергии в электрическую. После этого мы перешли к различным типам генераторов и поговорили о двух основных типах генераторов.

Мы обсудили различные и основные части генератора. Если у вас есть опыт использования различных типов генераторов, мы будем очень рады услышать ваше мнение в комментариях. Кстати, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, и если у вас все еще есть неясности в отношении генераторов, вы можете зарегистрироваться на нашем веб-сайте и дождаться, пока наши эксперты в Linquip ответят на ваши вопросы.Надеюсь, вам понравилась эта статья.

Как работают генераторы | Компания по благоустройству долины Висконсин

Как работает электрический генератор

Электрогенератор – это устройство, используемое для преобразования механической энергии в электрическую.

Генератор основан на принципе «электромагнитной индукции», открытом в 1831 году Майклом Фарадеем. Британский ученый. Фарадей обнаружил, что если электрический провод, например медный провод, провести через магнитное поле, поле, электрический ток будет течь (индуцироваться) в проводнике.Таким образом, механическая энергия движущегося провода равна преобразуется в электрическую энергию тока, протекающего в проводе.

Интерактивный электрический генератор

Воспользуйтесь нашим интерактивным онлайн-генератором

Обратите внимание: наш интерактивный генератор лучше всего просматривать на компьютере, и его загрузка может занять некоторое время.

---

Интерактивная электрическая анимация

На анимации ниже показан простой электрический генератор. В анимации механическая энергия, необходимая для поворота Генератор идет от коричневой рукоятки на передней части генератора.На гидроэлектростанции Механическая энергия для вращения генератора исходит от водяной турбины, которая вращается под действием падающей воды.

Кривошипная рукоятка в анимации заставляет красный провод вращаться внутри магнитного поля (синие линии). Как Фарадей научившись, перемещение провода через магнитное поле вызывает электрический ток, протекающий в проводе. Красный провод подключен к вольтметру, который показывает количество вырабатываемого электрического тока.На гидроэлектростанции, Генератор подключен к линиям электропередачи, по которым электричество доставляется в ваш дом или офис.

Элементы управления анимацией позволяют управлять скоростью и направлением генератора, а также поворачивать части включение и выключение анимации для большей наглядности. Вы также можете использовать переключатели, чтобы показать постоянный ток или генератор постоянного тока. (с коммутатором) или переменного тока, или генератора переменного тока (без коммутатора).

Вот два изображения реальных генераторов на гидроэлектростанциях.

Основная конструкция и работа генератора постоянного тока.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока – это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электричество постоянного тока . Это преобразование энергии основано на принципе создания динамически индуцированной ЭДС. В этой статье описывается базовая конструкция и работа генератора постоянного тока .

Конструкция машины постоянного тока:

Примечание: Теоретически генератор постоянного тока можно использовать в качестве двигателя постоянного тока без каких-либо конструктивных изменений, и наоборот.Таким образом, генератор постоянного тока или двигатель постоянного тока можно в широком смысле назвать машиной постоянного тока . Эти основные конструктивные особенности также действительны для конструкции двигателя постоянного тока . Следовательно, давайте назовем эту точку конструкцией машины постоянного тока , а не просто «конструкцией генератора постоянного тока».

На приведенном выше рисунке показаны детали конструкции простой 4-полюсной машины постоянного тока . Машина постоянного тока состоит из двух основных частей; статор и ротор. Основные конструктивные части машины постоянного тока описаны ниже.

1. Ярмо: Внешняя рама машины постоянного тока называется ярмом. Он сделан из чугуна или стали. Он не только обеспечивает механическую прочность всей сборки, но и переносит магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
2. Столбы и полюсные наконечники: Столбы соединяются с ярмом с помощью болтов или сварки. Они несут обмотки возбуждения и к ним крепятся полюсные наконечники. Полюсные туфли служат двум целям; (i) они поддерживают катушки возбуждения и (ii) равномерно распределяют поток в воздушном зазоре.
3. Обмотка возбуждения: Обычно они изготавливаются из меди. Катушки возбуждения предварительно намотаны и размещены на каждом полюсе и соединены последовательно. Они намотаны таким образом, что под напряжением образуют чередующиеся северный и южный полюса.

Сердечник якоря (ротор)

4. Сердечник якоря: Сердечник якоря – это ротор машины постоянного тока. Он имеет цилиндрическую форму с прорезями для размещения обмотки якоря.Якорь состоит из тонких многослойных круглых стальных дисков для уменьшения потерь на вихревые токи. Он может быть снабжен воздуховодами для осевого воздушного потока с целью охлаждения. Якорь прикреплен к валу шпонкой.
5. Обмотка якоря: Обычно это бывшая намотанная медная катушка, которая находится в пазах якоря. Жилы якоря изолированы друг от друга, а также от сердечника якоря. Обмотку якоря можно намотать одним из двух способов; намотка внахлест или волновая намотка. Обычно используются двухслойные нахлесточные или волновые обмотки.Двухслойная обмотка означает, что каждый паз якоря будет иметь две разные катушки.
6. Коммутатор и щетки: Физическое соединение с обмоткой якоря осуществляется через устройство коллектор-щетка. Функция коммутатора в генераторе постоянного тока состоит в том, чтобы собирать ток, генерируемый в проводниках якоря. В то время как в случае двигателя постоянного тока коммутатор помогает подавать ток на проводники якоря. Коммутатор состоит из набора медных сегментов, изолированных друг от друга.Количество сегментов равно количеству витков якоря. Каждый сегмент соединен с катушкой якоря, а коммутатор прикреплен к валу шпонкой. Щетки обычно делают из углерода или графита. Они опираются на сегменты коммутатора и скользят по сегментам, когда коммутатор вращается, сохраняя физический контакт для сбора или подачи тока.

Коммутатор

Принцип работы генератора постоянного тока:

Согласно законам электромагнитной индукции Фарадея, всякий раз, когда проводник помещается в изменяющееся магнитное поле (ИЛИ проводник перемещается в магнитном поле), в проводнике индуцируется ЭДС (электродвижущая сила).Величину наведенной ЭДС можно рассчитать из уравнения ЭДС генератора постоянного тока. Если в проводнике предусмотрен замкнутый путь, индуцированный ток будет циркулировать внутри пути. В генераторе постоянного тока катушки возбуждения создают электромагнитное поле, а проводники якоря вращаются в поле. Таким образом, в проводниках якоря возникает ЭДС электромагнитного поля. Направление индуцированного тока определяется правилом правой руки Флеминга.

Потребность в коммутаторе с разъемным кольцом:

Согласно правилу правой руки Флеминга, направление индуцированного тока изменяется всякий раз, когда изменяется направление движения проводника.Рассмотрим якорь, вращающийся по часовой стрелке, а проводник слева движется вверх. Когда якорь совершит половину оборота, направление движения этого конкретного проводника изменится на нисходящее. Следовательно, направление тока в каждом проводнике якоря будет переменным. Если вы посмотрите на приведенный выше рисунок, вы узнаете, как меняется направление индуцированного тока в проводнике якоря. Но в коммутаторе с разъемным кольцом соединения проводников якоря также меняются местами, когда происходит реверсирование тока.А значит, на выводах получаем однонаправленный ток.

Типы генератора постоянного тока:

Генераторы постоянного тока можно разделить на две основные категории, а именно; (i) отдельно возбужденный и (ii) самовозбужденный.
(i) С отдельным возбуждением : В этом типе катушки возбуждения получают питание от независимого внешнего источника постоянного тока.
(ii) Самовозбуждающийся : В этом типе катушки возбуждения получают питание от тока, производимого самим генератором. Первоначальная генерация ЭДС происходит из-за остаточного магнетизма в полюсах поля.Генерируемая ЭДС заставляет часть тока течь в катушках возбуждения, тем самым усиливая поток поля и тем самым увеличивая генерацию ЭДС. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением можно разделить на три типа –
(а) Последовательная обмотка – обмотка возбуждения последовательно с обмоткой якоря
(b) Шунтирующая обмотка – обмотка возбуждения параллельно обмотке якоря
(c) Составная обмотка – комбинация последовательной и параллельной обмоток

Вы можете узнать больше о типах генераторов / машин постоянного тока здесь.

Генераторы и динамо

Развитие и история компонента, впервые сделавшего электричество коммерчески осуществимо

Динамо Генераторы преобразуют механическое вращение в электрическую энергию.

Динамо – устройство, вырабатывающее постоянного тока, электроэнергии с помощью электромагнетизма. Он также известен как генератор, однако термин «генератор» обычно относится к «генератору переменного тока», который вырабатывает мощность переменного тока.

Генератор – обычно этот термин используется для описания генератора , который создает мощность переменного тока, используя электромагнетизм.

Генераторы, Динамо и Батарейки – три инструмента, необходимые для создания / хранения значительное количество электроэнергии для использования людьми. Аккумуляторы возможно, был обнаружен еще в 248 году до нашей эры. Они просто используют химические реакция на производство и хранение электричества.Ученые экспериментировали с батарея, чтобы изобрести первые лампы накаливания, электродвигатели и поезда и научные испытания. Однако батареи не были надежными или рентабельно для любого обычного электрического использования, именно динамо-машина радикально изменил электричество из диковинного в выгодное, надежное технология.

1. Как это работает
2. Краткая история динамо-машин и генераторов
3. Видео генераторов

1.) Как Это работает:

Базовый:

Сначала вам понадобится механический источник энергии, такой как турбина (приводимая в действие падающей водой), ветряная турбина, газовая турбина или паровая турбина. Вал от одного из этих устройств подключен к генератору для выработки энергии.

Динамо и генераторы работают используя дикие сложные явления электромагнетизма .Понимание поведение электромагнетизма, его полей и его эффектов очень велико. предмет исследования. Есть причина, по которой прошло 60 лет ПОСЛЕ Вольты первая батарея, чтобы заработала хорошая мощная динамо-машина. Мы будет проще, чтобы познакомить вас с интересным предметом выработки электроэнергии.

В самом общем смысле Генератор / динамо-машина – это один вращающийся магнит, находящийся внутри воздействия магнитного поля другого магнита.Вы не видите магнитное поле, но это часто иллюстрируется линиями потока. На иллюстрации над линиями магнитного потока будут следовать линии, созданные железом документы.

Генератор / динамо-машина произведена сборка неподвижных магнитов (статора), создающих мощное магнитное поле, и вращающийся магнит (ротор), который искажает и разрезает магнитный магнитные линии статора. Когда ротор прорезает линии магнитного поток делает электричество.

Но почему?

Согласно закону индукции Фарадея если вы возьмете провод и будете двигать его вперед и назад в магнитном поле, поле давит на электроны в металле. Медь имеет 27 электронов, последние два на орбите легко переносятся на следующий атом. Это движение электронов – это электрический поток.

Смотрите видео ниже показано, как ток индуцируется в проводе:

Если взять много провода например, в катушке и перемещая ее в поле, вы создаете более мощный «поток» электронов.Мощность вашего генератора зависит от по телефону:

“л” – длина проводник в магнитном поле
“v” – скорость проводника (скорость ротора)
“B” – сила электромагнитного поля

Вы можете производить расчеты, используя эта формула: e = B x l x v

Смотрите видео для демонстрации всего этого:

О магнитах:

Вверху: простой электромагнит называется соленоидом.Термин «соленоид» на самом деле описывает трубчатая форма, созданная витой проволокой.

Магниты обычно не из природного магнетита или постоянного магнит (если это не маленький генератор), но они медные или алюминиевый провод, намотанный на железный сердечник. Каждая катушка должна быть под напряжением с некоторой силой, чтобы превратить его в магнит. Эта спираль вокруг железа называется соленоид. Соленоиды используются вместо природного магнетита, потому что соленоид НАМНОГО мощнее.Небольшой соленоид может создать очень сильное магнитное поле.

Вверху: Катушки с проволокой в ​​генераторах должны быть изолированы. Отказ генератора вызвано слишком высоким повышением температуры, что приводит к поломке изоляции и короткое замыкание между параллельными проводами. Подробнее о проводах>

Термины : Электромагнетизм – изучение сил, которые происходят между электрически заряженными частицами Ротор – часть генератора динамо, которая вращается Якорь – то же, что и ротор Flux – силовые линии в магнитном поле, это измеряется в плотности, единица СИ Вебера Статор – магниты в генераторе / динамо-машине, которые не двигаются, они устанавливают стационарное магнитное поле Соленоид – магнит, созданный катушкой из проволоки вокруг утюга / ферриса сердечник (соленоид технически означает форму этого магнита, но инженеры называют соленоид и электромагнит как синонимы. Коммутатор – Узнайте больше о них здесь Крутящий момент – сила во вращательном движении

г. Динамо

Динамо – это старый термин, используемый для описания генератора, вырабатывающего постоянный ток мощность . Мощность постоянного тока отправляет электроны только в одном направлении. Проблема с простым генератором заключается в том, что когда ротор вращается, он в конечном итоге полностью поворачивается, меняя направление тока.Ранние изобретатели не знать, что делать с этим переменным током, переменный ток более сложные в управлении и проектировании двигателей и фонарей. Ранние изобретатели пришлось придумать способ улавливать только положительную энергию генератора, поэтому они изобрели коммутатор. Коммутатор – это переключатель, позволяющий ток течет только в одном направлении.

См. видео ниже, чтобы увидеть, как работает коммутатор:

Динамо состоит из 3 основных компонентов : статора, якоря и коммутатор.

Кисти входят в состав коммутатора, щетки должны проводить электричество, поскольку контакт с вращающимся якорем. Первые кисти были актуальны проволочные «щетки» из мелкой проволоки. Они легко изнашивались и они разработали графические блоки для выполнения той же работы.

статор представляет собой неподвижную конструкцию, которая делает магнитные поле, вы можете сделать это в небольшой динамо-машине с помощью постоянного магнита.Для больших динамо требуется электромагнит. Якорь изготовлен из спиральных медных обмоток, которые вращаются внутри магнитного поля, создаваемого статором. Когда обмотки движутся, они прорезают силовые линии магнитного поля. Этот создает импульсы электроэнергии. Коммутатор необходим для получения постоянного тока. В потоках мощности постоянного тока только в одном направлении через провод, проблема в том, что вращающийся якорь динамо-машины меняет направление тока каждые пол-оборота, поэтому коммутатор – это поворотный переключатель, который отключает питание в течение обратной текущей части цикла.

Самовозбуждение:

Так как магниты в динамо-машине являются соленоидами, для работы они должны быть запитаны. Так что помимо кистей какая мощность крана выйти на главную цепь, есть другой набор щеток для получения энергии от якоря для питания статора магниты. Это нормально, если динамо-машина работает, но как начать динамо-машина, если у вас нет мощности для запуска?

Иногда арматура сохраняет некоторый магнетизм в железном сердечнике, и когда он начинает вращаться, он делает небольшая мощность, достаточная для возбуждения соленоидов статора.Затем напряжение начинает расти, пока динамо-машина не наберет полную мощность.

Если нет магнетизма оставлен в железе якоря, чем часто используется батарея для возбуждения соленоиды в динамо-машине, чтобы начать. Это называется “поле” мигает ».

Ниже в обсуждении проводя динамо, вы заметите, как мощность проходит через соленоиды по-другому.

Есть два способа проводка динамо: серия рана и шунт ранить.См. Диаграммы, чтобы узнать разницу.

Ниже видео небольшого простая динамо-машина, похожая на схемы выше (построена в 1890-х годах):

Генератор

Генератор отличается от динамо-машина в том смысле, что она вырабатывает переменного тока . Электроны входят в в обоих направлениях в сети переменного тока. Только в 1890-х годах инженеры придумали, как проектировать мощные двигатели, трансформаторы и другие устройства, которые могут использовать мощность переменного тока таким образом, чтобы конкурировать с постоянным током мощность.

Пока генератор использует коммутаторах, генератор использует контактное кольцо со щетками для постукивания по выключение ротора. К контактному кольцу прикреплены графит или углерод. “щетки”, которые подпружинены, чтобы протолкнуть щетку на звенеть. Это поддерживает постоянный поток энергии. Кисти изнашиваются время и нуждаются в замене.

Ниже видео контактных колец и щеток, много примеров от старого к новому:

Со времен Грамма в 1860-х годах было выяснено, что лучший способ построить динамо-генератор было расположить магнитные катушки по широкому кругу, с широким вращением арматура.Это выглядит иначе, чем простые маленькие примеры динамо-машин. вы видите, как они используются в обучении работе устройств.

На фото ниже вы будете хорошо видна одна катушка на якоре (остальные были сняты для обслуживания) и другие катушки, встроенные в статор.

С 1890-х до наших дней Трехфазное питание переменного тока было стандартной формой питания. Три фазы сделано за счет конструкции генератора.

Изготовить трехфазный генератор вы должны разместить определенное количество магнитов на статоре и якоре, все с правильным интервалом. Электромагнетизм так же сложен, как и волны и вода, поэтому вам нужно знать, как контролировать поле через ваш дизайн. Проблемы включают неравномерное притяжение вашего магнита к железному сердечнику, неправильные расчеты искажения магнитного поле (чем быстрее вращается, тем сильнее искажается поле), ложный сопротивление в катушках якоря и множество других потенциальных проблем.

Почему 3 фазы? если ты хочешь Чтобы узнать больше о фазах и почему мы используем 3 фазы, посмотрите наше видео с пионером трансмиссии Лайонелом Бартольдом.

2.) Краткая история динамо и генераторов:

Генератор возникла из работ Майкла Фарадея и Джозефа Генрих в 1820-х гг. Как только эти два изобретателя обнаружили и задокументировали явления электромагнитной индукции, это приводит к экспериментам другими как в Европе, так и в Северной Америке.

1832 – Ипполит Пикси (Франция) построил первую динамо-машину с помощью коммутатора, его модель создавала электрические импульсы, разделенные отсутствием тока. Он также случайно создали первый генератор переменного тока. Он не знал, что чтобы сделать с изменяющимся током, он сосредоточился на попытке устранить переменный ток для получения постоянного тока, это привело его к созданию коммутатор.

1830s-1860s – Аккумулятор по-прежнему является самым мощным источником питания электричество для различных экспериментов, происходивших в этот период.Электричество по-прежнему было коммерчески невыгодным. Электрический аккумулятор с питанием от аккумулятора поезд из Вашингтона в Балтимор потерпел неудачу, что привело к серьезному затруднению в новую область электричества. После миллионов долларов потраченного впустую пара по-прежнему оказался лучшим источником энергии. Электричество все еще необходимо для оказались надежными и коммерчески выгодными.

1860 – Антонио Пачинотти – Создал динамо-машину, Источник питания постоянного тока

1867 – Вернер фон Сименс и Чарльз Уитстон создают более мощная, более полезная динамо-машина, в которой использовался электромагнит с автономным питанием в статоре вместо слабого постоянного магнита.

1871 – Зеноб Грамм зажег коммерческая революция электроэнергии. Он заполнил магнитное поле железный сердечник, который лучше пропускал магнитный поток. Это увеличило мощность динамо-машины до такой степени, что ее можно было использовать для многих коммерческих Приложения.

1870-е годы – Произошел взрыв новых конструкций динамо-машин, конструкций варьировал дикий ассортимент, лишь немногие выделялись как превосходящие эффективность.

1876 – Чарльз Ф. Браш (Огайо) разработал самую эффективную и надежную конструкцию динамо-машины из когда-либо существовавших к этому моменту. Его изобретения продавались через Telegraph Supply. Компания.

1877 – Франклин Институт (Филадельфия) проводит испытания динамо-машин со всего мира. Публичность этого события стимулирует развитие других, таких как Элиху Томсон, лорд Кельвин и Томас Эдисон.

Вверху: Длинноногая Мэри Эдисона, коммерчески успешная динамо-машина для его системы постоянного тока 1884

1878 – The Компания Ganz начинает использовать генераторов переменного тока в небольших коммерческих инсталляции в Будапеште. 1880 – Чарльз F. Brush использовало более 5000 дуговых ламп , что составляет 80 процентов всех ламп в мире. Экономическая сила электрического возраст начался. 1880–1886 – Системы переменного тока разрабатываются в Европе совместно с Siemens, Сабастиан Ферранти, Люсьен Голар и другие. Царство динамо-машин постоянного тока на прибыльном американском рынке многие скептически относятся к инвестировать в AC.Генераторы переменного тока были мощными, однако генератор само по себе не было самой большой проблемой. Системы контроля и распределения мощности переменного тока необходимо было улучшить, прежде чем она сможет конкурировать с DC на рынке. 1886 – дюйм изобретатели Североамериканского рынка, такие как William Стэнли , Джордж Вестингауз, Никола Тесла и Элиху Thomson разрабатывает собственный кондиционер системы и конструкции генераторов.Большинство из них использовали Siemens и генераторы Ферранти в качестве основы для изучения. Уильям Стэнли быстро смог изобрести лучший генератор, будучи неудовлетворенным с генератором Сименса, который он использовал в своем первом эксперимент.

Вверху: Генераторы переменного тока Siemens, используемые в Лондоне в 1885 году, в США Эдисон не хотел перейти в область питания переменного тока, в то время как в Европе технология развивалась быстро.

1886-1891 – Полифазный Генераторы переменного тока разработаны К.С. Брэдли (США), Августом Хазелвандером. (Германия), Михаил Доливо-Добровский (Германия / Россия), Галилео Феррарис (Италия) и др. Системы переменного тока, которые включают улучшенный контроль и мощные электродвигатели позволяют AC конкурировать.

1891 – трехфазный Электроэнергия переменного тока оказалась лучшей системой для выработки электроэнергии и распространение на Международном Электротехническая выставка во Франкфурте. Трехфазный генератор конструкции Михаила Доливо-Добровского, использованный на выставке видно слева. 1892 – Чарльз П. Стейнмец представляет свой доклад AIEE по гистерезису. Понимание Штейнмеца математики мощности переменного тока опубликована и помогает произвести революцию Проектирование систем питания переменного тока, включая большие генераторы переменного тока. 1890-е – Генератор дизайн быстро улучшается благодаря коммерческим продажам и имеющиеся деньги на исследования.Westinghouse, Siemens, Oerlikon, и General Electric разрабатывают самые мощные генераторы в мире. Некоторые генераторы все еще работают 115 лет спустя. (Механиквилл, Нью-Йорк)

Вверху: 1894 Элиу Томсон разработал много Генераторы переменного тока для General Electric

Более поздний генератор Westinghouse 2000 кВт на 270 В от после 1900

3.Видео

Mechanicville Генераторы с объяснением истории (1897), разработанные вдохновителем переменного тока Чарльз П. Стейнмец

Генератор Вестингауза сконструирован и испытан (1905 г.), спроектирован Оливером Шалленбергером, Tesla и другие в Westinghouse.

1895 Первые мощные генераторы используется в Фолсоме, Калифорния (разработан Элиу Томпсон, доктором.Луи Белл и другие в GE)

1891 Генератор производства Oerlikon для Международной электротехнической выставки (дизайн Добровольского в Германии)

Связанные темы:

Источники:
-The История General Electric – Зал истории , Скенектади, Нью-Йорк, 1989 Второе издание
– Википедия (Генераторы, Чарльз Браш)
– Википедия (Коммутатор)
– Принципы электричества – от General Electric
– История переменного тока – Технический центр Эдисона
– Руководство по электричеству Хокинса

Фото / Видео:
-Copyright 2011 Технический центр Эдисона.Снято в Немецком музее, Мюнхен.
– Некоторые генераторы сфотографированы в Техническом центре Эдисона, Скенектади, NY

Принцип работы генератора переменного тока

Электроэнергия – один из важнейших источников энергии в современном обществе. Генератор – это механическое оборудование, которое преобразует другие формы энергии в электричество.

Есть много форм генераторов, но принцип работы основан на законе электромагнитной индукции и законе электромагнитной силы.Следовательно, общий принцип его конструкции заключается в использовании соответствующих магнитопроводящих и проводящих материалов для формирования магнитных цепей и цепей для взаимной электромагнитной индукции для генерации электромагнитной энергии и достижения цели преобразования энергии.

Принцип работы генератора переменного тока

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию с использованием принципа электромагнитной индукции, при котором перерезание магнитных силовых линий проводом индуцирует электрический потенциал.Синхронный генератор состоит из статора и ротора.

Статор – это якорь, излучающий энергию, а ротор – это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки с равномерным разрядом, основания и торцевой крышки. Ротор обычно представляет собой скрытый полюсный тип, который состоит из обмотки возбуждения, железного сердечника и вала, защитного кольца, центрального кольца и т. Д. Постоянный ток течет в обмотку возбуждения ротора, чтобы создать почти синусоидальное распределенное магнитное поле (называемое полем ротора), и его эффективный поток возбуждения пересекает неподвижную обмотку якоря.Когда ротор вращается, магнитное поле ротора вращается вместе с ним. С каждым оборотом силовые линии магнитного поля последовательно отсекают каждую фазную обмотку статора, и трехфазный переменный потенциал индуцируется в трехфазной обмотке статора. Когда генератор работает с симметричной нагрузкой, трехфазный ток якоря объединяется для создания вращающегося магнитного поля с синхронной скоростью. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тормозной момент.

Генератор / генератор переменного тока делится на однофазный генератор и трехфазный генератор. Генератор часто используется в дизель-генераторных установках.

Этапы проверки установки генератора переменного тока следующие:

1) При установке генератора убедитесь, что входное отверстие для охлаждающего воздуха ничем не закрыто, и не допускайте попадания отработанного горячего воздуха в генератор. Если на вентиляционной крышке есть жалюзи, окно должно быть обращено вниз, чтобы соответствовать требованиям уровня защиты.Для механического соединения генератора одного подшипника, особое внимание должно быть уделено равномерным воздушным зазор между статором и ротором.

2) Для соединения генератора переменного тока и дизельного генератора требуется, чтобы параллельность и соосность муфты составляли менее 0,05 мм. Требования при фактическом использовании могут быть немного ниже, в пределах примерно 0,1 мм, слишком много повлияет на нормальную работу подшипника, что приведет к повреждению, муфту следует зафиксировать установочным штифтом.Перед установкой проверьте муфту еще раз.

3) Метки U, V, W, N напечатаны на клеммной головке в выходной коробке генератора, что не указывает фактическую последовательность фаз и зависит от направления вращения. UVW, напечатанный на сертификате, указывает фактическую последовательность фаз вращения по часовой стрелке, а VUW указывает фактическую последовательность фаз вращения против часовой стрелки.

4) Когда генератор с подшипником скольжения соединен, высота центра генератора должна быть отрегулирована немного ниже, чем центр дизельного двигателя, чтобы вес маховика дизельного двигателя не передавался на подшипник генератора, в противном случае подшипник генератора будет нести дополнительный вес маховика, который не способствует образованию масляной пленки подшипника скольжения, что приводит к нагреву и даже сгоранию подшипника.

5) Если нейтральные точки каждого генератора в системе электроснабжения соединены друг с другом или когда нейтральная точка генератора подключена к трансформатору и его нейтральной точке нагрузки, генераторная установка будет иметь ток нейтрали в 3 раза больше частота на нейтральной линии в работе. Следовательно, ток нейтрали генератора необходимо измерять при различных условиях нагрузки, которые могут возникнуть во время работы. Во избежание перегрева генератора сетевой ток не должен превышать 50% номинального тока генератора.Мощность нейтральной линии слишком велика, и для ее ограничения необходимо установить реактор нейтральной линии на нейтральной линии.

6) В соответствии с принципиальной схемой или схемой подключения выберите соответствующий кабель питания и используйте медные разъемы для проводки, медного соединения и шины. После того, как сборная шина и сборная шина надежно закреплены, локальный зазор на стыке не превышает 0,05 мм, а расстояние между проводами не превышает 10 мм, также необходимо установить необходимый заземляющий провод.

Техническое обслуживание генератора

Тестирование на холостом ходу один раз в неделю, время работы составляет 10-15 минут, так что проблемы можно обнаружить вовремя и убедиться, что аккумулятор имеет достаточно заряда для запуска генератора.

1. Перед обслуживанием необходимо отключить автоматический воздушный выключатель генератора. Главный выключатель должен быть установлен в положение остановки, а положительный и отрицательный силовые кабели батареи должны быть сложены, чтобы убедиться, что генератор не может запуститься.

2. Проверьте уровень электролита в аккумуляторной батарее. Если этого недостаточно, добавьте раствор серной кислоты или дистиллированную воду в зависимости от ее концентрации.

3. Рассчитайте совокупное время работы генератора с момента последнего технического обслуживания. Воздушный фильтр следует очищать каждые 50 часов, а масляный фильтр, дизельный фильтр и водяной фильтр следует заменять каждые 250 часов.

4. Проверьте установку на предмет утечки воды и масла и очистите корпус генератора.

5. Подсоедините шнур питания и разъем аккумулятора.Индикатор неисправности теста должен гореть.

6. Проверьте исправность заземляющего провода.

7. Проверьте рабочее состояние вытяжного вентилятора в машинном отделении, достаточно ли дизельного топлива для работы в течение 8 часов.

8. Убедитесь, что уровень охлаждающей жидкости и моторного масла в норме.

9. После того, как ручная испытательная машина заработает нормально, включите автоматический воздушный выключатель генератора, переключите главный выключатель в положение автоматического запуска, выполните испытание имитации сбоя питания и проследите за автоматическим запуском генератора.

10. Запустите генератор с нагрузкой на один час и проверьте, нормально ли работают индикаторы каждого прибора и агрегата.

Кампус здоровья человека – Принципы генераторов радионуклидов

(Отношения между родительскими и дочерними радионуклидами и то, как они позволяют распределять радионуклиды.)

Введение

Генераторы радионуклидов стали возможными благодаря возникновению радиоактивных распадов, где дочерние элементы также радиоактивны.Обычно радиоактивный распад передается от радиоактивного родителя к стабильной дочери. Например, когда ³² P распадается в результате бета-излучения, дочерний элемент равен ³² S, который не является радиоактивным. Однако при некоторых распадах дочь сама радиоактивна и подвергается процессу распада. Есть много примеров такого типа ситуаций, и некоторые из этих полезных генераторов могут быть построены. В общем, генераторы позволят изолировать и утилизировать радиоактивную дочь.

Есть ряд требований, чтобы иметь полезную систему генератора:

Принципы генератора

Генератор радионуклидов (иногда их называют «коровы») будет содержать долгоживущий радионуклид (также называемый «родительским»), который затем распадается на короткоживущий радионуклид (также известный как « дочь “) интересно. Существует ряд полезных изотопов, которые можно получить из генераторных систем, которые используются в медицинской диагностике (визуализации) и терапии, а также в работе с индикаторами радионуклидов.Обычно существует два типа родительско-дочерних генераторов. Первый – «генератор переходного равновесия», в котором период полураспада родительского радионуклида несколько больше, чем у дочернего. Например, основная концепция генератора ⁹⁹ Mo / ^99m Tc основана на доступности относительно долгоживущего родительского радионуклида, который распадается до относительно короткоживущего дочернего радионуклида, который имеет полезные физические свойства и свойства распада. (См. Рисунок 1). В генераторе родительский элемент сильно адсорбируется на подходящем материале; тогда как дочь будет иметь разные физические и химические свойства и может быть элюирована из смеси родитель-дочерний элемент.Хотя генератор радионуклидов ⁹⁹ Mo → ^99m Tc является наиболее распространенным и наиболее известным генератором радионуклидов, существует множество других примеров генераторов, которые подходят под это описание (Другие генераторы).

Дочерний радионуклид является элементом, отличным от родительского, и поэтому часто имеет совершенно другую химическую форму, чем родительский. Из-за такой разницы в химических характеристиках родительских и дочерних радионуклидов последние обычно можно разделить методом элюирования (этот процесс обычно называют «доением» генератора или «коровьим»).Концепция «переходного равновесия» описана в концепциях и уравнениях равновесия (этот сайт еще недоступен), но вкратце мы обнаруживаем, что дочерний радионуклид по прошествии некоторого времени вырастет до максимума, а затем будет иметь период полураспада, равный параллельна родителю. Как только активность дочери элюируется, происходит рост дочери, пока она снова не достигнет максимума и снова не окажется в равновесии с родителем. Это элюирование и повторный рост может продолжаться до тех пор, пока доступны полезные количества родительского радионуклида.Элюирование может быть выполнено до достижения равновесия, и количество элюируемой дочерней активности будет зависеть от времени, прошедшего с момента последнего элюирования.

Другой тип генератора называется «генератором векового равновесия»; где период полураспада у родителя намного больше, чем у дочери. Родитель не будет заметно разлагаться в течение многих периодов полураспада дочери. Эта ситуация называется «вековым равновесием» (см. Рисунок 2). В этом примере генератора векового равновесия есть родительская / дочерняя система ⁸¹ Rb → ^81m Kr (генератор рубидия / криптона), где родительский ⁸¹ Rb имеет T _1/2 = 4.58 часов и у дочери ^81m Kr имеет T _1/2 = 13 секунд. Как и в случае генератора переходного равновесия, скорость производства дочерних продуктов изначально больше, чем скорость их распада, и активность дочерних элементов будет продолжать увеличиваться, пока не достигнет состояния, при котором скорость производства равна скорости распада. В этот момент дочь, кажется, разлагается с периодом полураспада родителя. Существует большое количество систем генераторов, которые были разработаны или предложены, как показано в GEN-11, но очень немногие из них были широко доступны из-за доступности исходных радионуклидов и технической сложности большинства методов разделения.

Рисунок 1:

Рисунок 2:

Генератор и трансформаторы

– принцип работы, типы и применение

Эти два устройства работают на основе закона Фарадея о принципе электромагнитной индукции. «Генераторы» генерируют ток, а трансформаторы преобразуют ток в напряжение.

Генератор определяется как машина, которая с помощью магнитной индукции преобразует механическую энергию в электрическую, что возможно благодаря вращению катушек в магнитном поле, т.е.е. генератор, состоящий из внешних полей, также может быть результатом вращения двух электромагнитов вокруг фиксированной катушки, то есть генератора, состоящего из внутренних полей.

Электрогенератор: принцип работы

Генератор состоит из прямоугольной катушки с несколькими медными проводами, намотанными на железный сердечник. Эта катушка называется якорем. Функция этого якоря используется для увеличения магнитного потока. Устанавливается сильный постоянный магнит, и между этими магнитами вращается якорь.Здесь создаваемые магнитные линии перпендикулярны оси якоря. К плечам якоря также прикреплены два контактных кольца. Эти кольца используются для обеспечения подвижного контакта, и две металлические щетки также подключены к контактным кольцам, которые помогают пропускать ток от якоря к контактным кольцам. Наконец, ток проходит через нагрузочное сопротивление, подключенное к двум контактным кольцам.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Рис .: Принцип работы генератора переменного тока

Положение якоря постоянно меняется в разные промежутки времени.На этапе, когда силовые линии магнитного поля располагаются перпендикулярно катушке, катушка затем вращается в магнитном поле для увеличения создаваемой наведенной ЭДС. Это происходит в этом положении, так как здесь максимальное количество силовых линий перехватывающего магнитного поля.

Типы генераторов:

Генераторы подразделяются на два типа: генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока:

1. Генераторы переменного тока:

Генераторы переменного тока также известны как генераторы переменного тока.Принцип его работы основан на электромагнитной индукции. Генераторы

переменного тока подразделяются на два типа:

(a) Индукционный генератор: не требует возбуждения постоянным током, регулирования частоты и регулярного регулирования. Принципы индукции возникают, когда катушки индуктивности вращаются в магнитном поле, производя ток и напряжение.

(б) Синхронные генераторы: это генераторы большого размера, которые обычно используются на электростанциях. Они считаются типами с вращающимся полем или якорями.В типе с вращающимся якорем якорь расположен на роторе, а поле – на конце статора. Ток в якорь ротора снимается через щетки и контактные кольца. Эти генераторы используются для приложений с низким энергопотреблением.

Однако генератор переменного тока с вращающимся полем широко используется из-за его высокой способности генерировать мощность и не требует контактных колец и щеток.

2. Двухфазные или трехфазные генераторы:

Двухфазный генератор генерирует два разных напряжения, и каждое напряжение считается однофазным.Однако оба генерируемых напряжения не полностью зависят друг от друга.

Трехфазный генератор имеет 3 однофазные обмотки, расположенные отдельно друг от друга таким образом, что 120º смещает напряжение, генерируемое в любой из фаз, от двух других.

Эти генераторы используются в таких приложениях, как морские, нефтегазодобывающие, ветряные электростанции, горнодобывающее оборудование и т. Д.

Преимущества применения генератора переменного тока:

1. Поскольку они не требуют щеток, эти генераторы обычно требуют технического обслуживания -бесплатно.

2. Эти генераторы имеют небольшие размеры по сравнению с генераторами постоянного тока.

3. Потери относительно меньше, чем у машины постоянного тока.

4. Генераторные выключатели переменного тока имеют относительно небольшие размеры, чем выключатели постоянного тока.

Генераторы постоянного тока:

Генераторы постоянного тока используются для преобразования механической энергии в электричество постоянного тока.

Обычно используется в автономных приложениях. Эти генераторы обеспечивают непрерывную подачу электроэнергии непосредственно в электрические накопители и электрические сети постоянного тока без использования нового оборудования.В случае генератора постоянного тока принцип работы также основан на законе электромагнитной индукции Фарадея.

Когда проводник находится в переменном поле, в проводнике индуцируется электромагнитная сила. Величину этой ЭДС, т.е. индуцированной, можно определить с помощью уравнения ЭДС, используемого для генераторов постоянного тока. Циркуляция вынужденного тока происходит по его замкнутому пути. По правилу правой руки Флеминга можно определить направление индуцированного тока.

ЭДС-уравнение генератора постоянного тока имеет вид:

Eg = P Ф NZ / 60 A

Где

1. P – количество полюсов поля.

2. Φ – магнитный поток на полюс по Веберу.

3. Z – общее количество проводов якоря.

4. A – количество параллельных путей в якоре.

5. N – частота вращения якоря в оборотах в минуту (об / мин)

Типы генераторов постоянного тока:

Существует три основных типа генераторов постоянного тока:

1. Генератор постоянного тока с постоянным магнитом:

Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами не требуют возбуждения внешнего поля, так как они имеют постоянные магниты для создания магнитного потока.

Применение: Их можно использовать для маломощных приложений, таких как динамо-машины и т. Д.

2. Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением:

Этот генератор постоянного тока с отдельным возбуждением требует возбуждения внешнего поля для создания магнитного потока. Здесь мы также можем варьировать возбуждение для получения переменной выходной мощности.

Применение: они используются в процессе гальваники, электрорафинирования и т. Д.

3. Генератор постоянного тока с самовозбуждением:

Генераторы постоянного тока с самовозбуждением могут создавать свое магнитное поле, когда они имеют остаточный магнетизм в полюса статора.Они очень просты по конструкции, и от внешней цепи не требуется изменять возбуждение поля.

Эти генераторы постоянного тока с самовозбуждением подразделяются на три: шунтирующие, последовательные и составные генераторы.

Применение: Эти генераторы используются в таких приложениях, как зарядка аккумуляторов, сварка, обычные осветительные приборы и т. Д.

Преимущества генераторов постоянного тока:

Ниже приведены основные преимущества генератора постоянного тока:

1. В этом случае стоимость кабелей снижается, так как не требуется экранирование от излучения.

2. Здесь колебания в генераторе могут быть уменьшены за счет постоянного расположения катушек.

3. В случае генератора постоянного тока рабочие характеристики зависят от обмотки возбуждения и т. Д.

Трансформатор: введение

Устройство, преобразующее напряжение в более высокое или более низкое напряжение. Существуют разные уровни напряжения, которые используются при выработке электроэнергии во время передачи.

Трансформатор обычно состоит из двух катушек, т.е.е. первичная / поле и вторичная / индуктивность, между которыми не существует электрического контакта. Когда мы позволяем пропускать ток через первичную катушку, возникает магнитное поле, которое изменяется. Однако он поддерживает ту же частоту. Это приводит к одновременной генерации переменного напряжения во вторичной катушке. Переменный ток проходит через вторичную обмотку во время замкнутой электрической цепи.

Чем больше разница между количеством обмоток в первичной и вторичной катушках, тем больше будет разница между их напряжениями, поэтому они прямо пропорциональны.

Принцип работы трансформатора:

Принцип работы трансформатора основан на взаимной индуктивности между двумя цепями, которые связаны общим магнитным потоком.

(изображение будет скоро загружено)

Типы трансформаторов:

Существуют два типа трансформаторов, как показано ниже:

1. Повышающий трансформатор:

Эти трансформаторы преобразуют низкое напряжение в высокое. -Напряжение. В этом случае количество витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной обмотке, т.е.е. Np

2. Понижающий трансформатор:

Эти трансформаторы преобразуют высокое напряжение, когда ток уменьшается, в низкое напряжение, когда ток увеличивается, нет. Число витков первичной обмотки больше, чем число витков вторичной обмотки, то есть Np ˃ Ns.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, наведенная ЭДС определяется выражением:

e = – d Ф / dt

ep = – d Фp / dt

es = – d Фs / dt

. уравнения, получаем,

es = Ns x Np x ep

Отношение Ns / Np = K

Помимо этого, могут быть разные типы трансформаторов, основанные на различных параметрах, а именно:

На основе конструкции

1. Трансформатор с сердечником

2. Трансформатор с кожухом

На основе метода охлаждения

1. Маслонаполненный с самоохлаждением.

2. Масляного типа с водяным охлаждением.