Генераторы переменного тока устройство и принцип действия: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 видов приборов

Содержание

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.



 


 

Устройство и работа генератора переменного тока

Термин «генерация» в электротехнику пришел из латинского языка. Он обозначает «рождение». Применительно к энергетике можно сказать, что генераторами называют технические устройства, занимающиеся выработкой электроэнергии.

При этом надо оговориться, что производить электрический ток можно за счет преобразования различных видов энергии, например:

тепловой и других.

Исторически сложилось так, что генераторами называют конструкции, которые преобразуют кинетическую энергию вращения в электричество.

По виду вырабатываемой электроэнергии генераторы бывают:

1. постоянного тока;

Принцип работы простейшего генератора

Физические законы, которые позволяют создавать современные электрические установки для выработки электроэнергии за счет преобразований механической энергии, открыты учеными Эрстедом и Фарадеем.

В конструкции любого генератора реализуется принцип электромагнитной индукции, когда происходит наводка электрического тока в замкнутой рамке за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем, которое создается постоянными магнитами в упрощенных моделях бытового использования или обмотками возбуждения на промышленных изделиях повышенных мощностей.

При вращении рамки изменяется величина магнитного потока.

Электродвижущая сила, наводимая в витке, зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего рамку в замкнутом контуре S, и прямо пропорциональна его значению. Чем быстрее осуществляется вращение ротора, тем выше величина вырабатываемого напряжения.

Для того чтобы создать замкнутый контур и отвести с него электрический ток, потребовалось создать коллектор и щеточный узел, обеспечивающий постоянный контакт между вращающейся рамкой и стационарно расположенной частью схемы.

За счет конструкции подпружиненных щеток, прижимающихся к коллекторным пластинам, происходит передача электрического тока на выходные клеммы, а с них дальше он поступает в сеть потребителя.

Принцип работы простейшего генератора постоянного тока

При вращении рамки вокруг оси ее левая и правая половинки циклически проходят около южного или северного полюса магнитов. В них каждый раз происходит смена направлений токов на противоположное так, что у каждого полюса они протекают в одну сторону.

Для того чтобы в выходной цепи создавался постоянный ток, на коллекторном узле создано полукольцо для каждой половинки обмотки. Прилегающие к кольцу щетки снимают потенциал только своего знака: положительный или отрицательный.

Поскольку полукольцо вращающейся рамки разомкнуто, то в нем создаются моменты, когда ток достигает максимального значения или отсутствует. Чтобы поддерживать не только направление, но и постоянную величину вырабатываемого напряжения, рамку изготавливают по специально подготовленной технологии:

у нее используют не один виток, а несколько — в зависимости от величины запланированного напряжения;

число рамок не ограничивается одним экземпляром: их стараются сделать достаточным количеством для оптимального поддержания перепадов напряжения на одном уровне.

У генератора постоянного тока обмотки ротора располагают в пазах магнитопровода. Это позволяет сокращать потери наводимого электромагнитного поля.

Конструктивные особенности генераторов постоянного тока

Основными элементами устройства являются:

внешняя силовая рама;

коммутационный узел со щётками.

Корпус изготавливают из стальных сплавов или чугуна для придания механической прочности общей конструкции. Дополнительной задачей корпуса является передача магнитного потока между полюсами.

Полюса магнитов крепят к корпусу шпильками или болтами. На них монтируют обмотку.

Статор , называемый еще ярмом или остовом, изготавливают из ферромагнитных материалов. На нем размещают обмотку катушки возбуждения. Сердечник статора оснащен магнитными полюсами, образующими его магнитное силовое поле.

Ротор имеет синоним: якорь. Его магнитопровод состоит из шихтованных пластин, снижающих образование вихревых токов и повышающих КПД. В пазы сердечника заложены обмотки ротора и/или самовозбуждения.

Коммутационный узел со щетками может иметь разное количество полюсов, но оно всегда кратно двум. Материалом щеток обычно используют графит. Коллекторные пластины изготавливают из меди, как наиболее оптимального металла, подходящего по электрическим свойствам проводимости тока.

Благодаря использованию коммутатора на выходных клеммах генератора постоянного тока образуется сигнал пульсирующего вида.

Основные типы конструкций генераторов постоянного тока

По типу питания обмотки возбуждения различают устройства:

1. с самовозбуждением;

2. работающие на основе независимого включения.

Первые изделия могут:

использовать постоянные магниты;

или работать от внешних источников, например, аккумуляторных батарей, ветряной установки…

Генераторы с независимым включением работают от собственной обмотки, которая может быть подключена:

шунтами или параллельным возбуждением.

Один из вариантов подобного подключения показан на схеме.

Примером генератора постоянного тока может служить конструкция, которая раньше часто применялась на автомобильной технике. Ее устройство такое же, как у асинхронного двигателя.

Подобные коллекторные конструкции способны работать в режиме двигателя или генератора одновременно. За счет этого они получили распространение в существующих гибридных автомобилях.

Процесс образования якорной реакции

Она возникает в режиме холостого хода при неправильной настройке усилия прижатия щеток, создающее неоптимальный режим их трения. Это может привести к снижению магнитных полей или возникновению пожара из-за повышенного образования искр.

Способами ее снижения являются:

компенсации магнитных полей за счет подключения дополнительных полюсов;

настройка сдвига положения коллекторных щеток.

Преимущества генераторов постоянного тока

отсутствие потерь на гистерезис и образование вихревых токов;

работа в экстремальных условиях;

пониженный вес и маленькие габариты.

Принцип работы простейшего генератора переменного тока

Внутри этой конструкции используются все те же детали, что и у предыдущего аналога:

коллекторный узел со щетками для отвода тока.

Основное отличие заключается в устройстве коллекторного узла, который создан так, что при вращении рамки через щетки постоянно создается контакт со своей половинкой рамки без циклической смены их положения.

За счет этого ток, сменяющийся по законам гармоники в каждой половинке, полностью без изменений передается на щетки и далее через них в схему потребителя.

Естественно, что рамка создана намоткой не из одного витка, а рассчитанного их количества для достижения оптимального напряжения.

Таким образом, принцип работы генераторов постоянного и переменного тока общий, а отличия конструкции заключаются в изготовлении:

коллекторного узла вращающегося ротора;

конфигурации обмоток на роторе.

Конструктивные особенности промышленных генераторов переменного тока

Рассмотрим основные части промышленного индукционного генератора, у которого ротор получает вращательное движение от рядом расположенной турбины. В конструкцию статора включен электромагнит (хотя магнитное поле может создаваться набором постоянных магнитов) и обмотка ротора с определённым числом витков.

Внутри каждого витка индуктируется электродвижущая сила, которая последовательно складывается в каждом из них и образует на выходных зажимах суммарное значение напряжения, выдаваемого на схему питания подключенных потребителей.

Чтобы повысить на выходе генератора амплитуду ЭДС используют специальную конструкцию магнитной системы, выполненную из двух магнитопроводов за счет применения специальных сортов электротехнической стали в виде шихтованных пластин с пазами. Внутри их смонтированы обмотки.

В корпусе генератора расположен сердечник статора с пазами для размещения обмотки, создающей магнитное поле.

Вращающийся на подшипниках ротор тоже имеет магнитопровод с пазами, внутри которых смонтирована обмотка, получающая индуцируемую ЭДС. Обычно для размещения оси вращения выбирается горизонтальное направление, хотя, встречаются конструкции генераторов с вертикальным расположением и соответствующей конструкцией подшипников.

Между статором и ротором всегда создается зазор, необходимый для обеспечения вращения и исключения заклинивания. Но, в то же время в нем происходит потеря энергии магнитной индукции. Поэтому его стараются делать минимально возможным, оптимально учитывая оба этих требования.

Расположенный на одном валу с ротором возбудитель является электрогенератором постоянного тока, обладающим относительно небольшой мощностью. Его назначение: питать электроэнергией обмотки силового генератора в состоянии независимого возбуждения.

Подобные возбудители применяют чаще всего с конструкциями турбинных или гидравлических электрогенераторов при создании основного либо резервного способа возбуждения.

На картинке промышленного генератора показано расположение коллекторных колец и щеток для съема токов с конструкции вращающегося ротора. Этот узел при работе испытывает постоянные механические и электрические нагрузки. Для их преодоления создается сложная конструкция, которая при эксплуатации требует периодических осмотров и выполнения профилактических мероприятий.

Чтобы снизить создаваемые эксплуатационные затраты применяется другая, альтернативная технология, при которой тоже используется взаимодействие между вращающимися электромагнитными полями. Только на роторе располагают постоянные или электрические магниты, а напряжение снимают со стационарно расположенной обмотки.

При создании подобной схемы такую конструкцию могут называть термином «альтернатор». Она применяется в синхронных генераторах: высокочастотных, автомобильных, на тепловозах и судах, установках электрических станций энергетики для производства электроэнергии.

Особенности синхронных генераторов

Название и отличительный признак действия заключен в создании жесткой связи между частотой переменной электродвижущей силы, наводимой в статорной обмотке «f» и вращением ротора.

В статоре вмонтирована трехфазная обмотка, а на роторе — электромагнит с сердечником и обмоткой возбуждения, запитанной от цепей постоянного тока через щеточный коллекторный узел.

Ротор приводится во вращение от источника механической энергии — приводного двигателя с одинаковой скоростью. Его магнитное поле совершает такое же движение.

В обмотках статора наводятся одинаковые по величине, но сдвинутые на 120 градусов по направлению электродвижущие силы, создающие трехфазную симметричную систему.

При подключении на концы обмоток цепей потребителей в схеме начинают действовать токи фаз, которые образуют магнитное поле, вращающееся точно так же: синхронно.

Форма выходного сигнала наводимой ЭДС зависит только от закона распределения вектора магнитной индукции внутри зазора между полюсами ротора и пластинами статора. Поэтому добиваются создания такой конструкции, когда величина индукции меняется по синусоидальному закону.

Когда зазор имеет постоянную характеристику, то вектор магнитной индукции внутри зазора создается по форме трапеции, как показано на графике линий 1.

Если же форму краев на полюсах исправить на косоугольную с изменением зазора до максимального значения, то можно добиться синусоидальной формы распределения, как показано линией 2. Этим приемом и пользуются на практике.

Схемы возбуждения синхронных генераторов

Магнитодвижущая сила, возникающая на обмотке возбуждения «ОВ» ротора, создает его магнитное поле. Для этого существуют разные конструкции возбудителей постоянного тока, основанные на:

1. контактном методе;

2. бесконтактном способе.

В первом случае используется отдельный генератор, называемый возбудителем «В». Его обмотка возбуждения питается от дополнительного генератора по принципу параллельного возбуждения, именуемого подвозбудителем «ПВ».

Все роторы размещаются на общем валу. За счет этого они вращаются совершенно одинаково. Реостаты r1 и r2 служат для регулирования токов в схемах возбудителя и подвозбудителя.

При бесконтактном способе отсутствуют контактные кольца ротора. Прямо на нем монтируют трехфазную обмотку возбудителя. Она синхронно вращается с ротором и передает через совместно вращающийся выпрямитель электрический постоянный ток непосредственно на обмотку возбудителя «В».

Разновидностями бесконтактной схемы являются:

1. система самовозбуждения от собственной обмотки статора;

2. автоматизированная схема.

При первом методе напряжение от обмоток статора поступает на понижающий трансформатор, а затем — полупроводниковый выпрямитель «ПП», вырабатывающий постоянный ток.

У этого способа первоначальное возбуждение создается за счет явления остаточного магнетизма.

Автоматическая схема создания самовозбуждения включает использование:

трансформатора напряжения ТН;

автоматизированного регулятора возбуждения АВР;

трансформатора тока ТТ;

выпрямительного трансформатора ВТ;

тиристорного преобразователя ТП;

блока защиты БЗ.

Особенности асинхронных генераторов

Принципиальное отличие этих конструкций состоит в отсутствие жесткой связи между частотами вращения ротора (nr) и индуцируемой в обмотке ЭДС (n). Между ними всегда существует разница, которую называют «скольжением». Ее обозначают латинской буквой «S» и выражают формулой S=(n-nr)/n.

При подключении нагрузки на генератор создается тормозной момент для вращения ротора. Он влияет на частоту вырабатываемой ЭДС, создает отрицательное скольжение.

Конструкцию ротора у асинхронных генераторов изготавливают:

Асинхронные генераторы могут иметь:

1. независимое возбуждение;

В первом случае используется внешний источник переменного напряжения, а во втором — полупроводниковые преобразователи или конденсаторы в первичной, вторичной или обоих видах схем.

Таким образом, генераторы переменного и постоянного тока имеют много общих черт в принципах построения, но отличаются конструктивным исполнением определённых элементов.

Преобразование механической энергии в электрическую происходит при помощи генератора тока. В основном, практикуется использование вращающихся электромашинных генераторов. При вращении, в проводнике возникает электродвижущая сила под действием изменяющегося магнитного поля. Часть генератора, создающая магнитное поле, называется индуктором, а та часть, где образуется электродвижущая сила, носит название якоря.

Принцип действия

Вращающаяся часть генератора называется ротором, а его неподвижная часть является статором. Генератор переменного тока имеет статор и ротор, которые по своей конструкции могут быть одновременно якорем и индуктором.

Практически, всю электроэнергию на мировых электростанциях производят электрогенераторы переменного тока. При вращении индуктора, создается магнитное поле, которое вращается и наводит в обмотке статора переменную электродвижущую силу. Ее частота полностью совпадает с частотой вращения ротора.

Элементы генератора

В состав магнитной системы статора входят тонкие стальные листы, спрессованные в пакет. В пазах этого пакета размещается обмотка статора. Она включает в себя три фазы, сдвинутые относительно друг друга на одну третью часть периметра статора. Электродвижущие силы, индуцированные в обмотках фаз, так же сдвинуты между собой на 1200. Каждая фаза имеет обмотку, состоящую из катушек с множеством витков, соединяемых между собой параллельно или последовательно. Части катушек, выступающие из пазов, носят название лобовых соединений статора.

В индукторе и статоре, количество полюсов может быть и более двух. Количество полюсов полностью зависит от частоты вращения ротора. При замедлении вращения ротора может иметь возрастающее число полюсов.

Массивный стальной сердечник ротора содержит в себе обмотку возбуждения генератора. Данная конструкция применяется для электрогенераторов переменного тока, работающих с высокой частотой вращения. Это вызвано тем, что при высоких скоростях вращения, обмотка ротора подвержена действию больших центробежных сил. Большое количество полюсов предполагает наличие отдельной обмотки возбуждения у каждого полюса, что характерно для электрогенераторов, работающих на малых скоростях.

В гидротурбинах генераторы переменного тока могут иметь конструкцию с вертикальным расположением вала. При работе в зависимости от мощности, может применяться воздушное, водородное, водяное или масляное охлаждение.

Все о ремонте, тюнинге, устройстве, эксплуатации автомобиля, советы, автоновости, автофакты

Современные автомобили оборудованы сложной системой электронных датчиков, мощными осветительными приборами и аудиосистемами. Для обеспечения исправной работы всех электрических приборов автомобиля необходима стабильная выработка электрического тока, которая является основной функцией генератора переменного тока автомобиля.

Автомобильный генератор переменного тока

Собственно, генератор не вырабатывает ток самостоятельно, а лишь конвертирует его из механической энергии, вырабатываемой внешним носителем, в электрическую энергию.

Назначение генератора переменного тока

Схема генератора переменного тока используется в автомобилях по причине того, что переменный ток способен максимально обеспечить потребности основных узлов авто в электроэнергии. Для того, чтобы усвоить принцип работы генератора переменного тока, нужно в первую очередь рассмотреть, что такое переменный ток.

Произвести переменный ток можно путем помещения прямолинейного металлического проводника между двумя разнополюсными магнитами. Вращение проводника посредством посторонней силы по часовой стрелке способствует образованию индуктированного электрического заряда при пересечении магнитных линий. Таким образом, выработка переменного тока в генераторе происходит по принципу электромагнитной индукции, но чтобы преобразовать его в стабильный ток нужной величины, нужно рассмотреть устройство генератора переменного тока.

Принцип работы генератора переменного тока

Конструкция генератора переменного тока

К важным конструкционным элементам генератора относятся:

Шкив выступает стержнем для крепления всех конструкционных узлов генератора. Также посредством вращательных движений он передает механическую энергию от двигателя к ротору генератора. Шкив приводиться в движение через двигатель от клинового ремня.

Конструкция генератора переменного тока

Ротор представляет собой стальной вал с медной обмоткой возбуждения, которая соединяется с контактными пальцами специальными выводами. Обмотку возбуждения с двух сторон накрывают стальные втулки в виде короны с клиновидными выступами, расположенными по направлению друг к другу. Выступы двух втулок создают противоположные магнитные поля, которые являются остаточными, даже когда ток в обмотке отсутствует. Это обеспечивает самовозбуждение генератора только при высокой частоте вращения двигателя, что невозможно при запуске мотора. По этой причине на обмотку ротора дополнительно подается ток небольшой силы с аккумулятора. После достижения рабочей величины напряжения в обмотке ротора, питание от аккумулятора прекращается и работа генератора продолжается в режиме самовозбуждения.

Магнитный поток, вырабатываемый обмоткой ротора, направляется в статор, состоящий из стальных листов в форме трубы с полыми пазами. Внутри пазов находиться трехфазная медная обмотка, благодаря которой магнитный поток преобразуется в мощное электрическое напряжение. Здесь можно измерить полное сопротивление цепи переменного тока. Определить же реальное действие цепи переменного тока с активным сопротивлением можно благодаря данным по преобразованию электрической энергии в другие ее виды, например тепловую (подогрев проводников) или химическую (подзарядка аккумулятора).

Трехфазная обмотка статора выполняется по особой технологии, а обмотки отдельных фаз соединяется в «треугольник» или «звезду». В автомобильных генераторах переменного тока преимущество отдается обмотке «треугольник» по причине ее мощностных особенностей. Сила тока в конструкции «треугольник» почти в 2 раза меньше тока в «звезде» при одинаковой величине исходящего магнитного потока из ротора. Итак, для мощных генераторов обмотка статора по принципу «треугольник» позволяет более точно преобразовывать величину тока, избегая перенапряжения базовых узлов и продлевая срок службы элемента.

Принцип действия генератора переменного тока предполагает постоянное питание бортовой и электронной системы авто. По этой причине ток, образуемый обмоткой статора, постоянно питает электрооборудование через выпрямитель. Выпрямительная установка состоит из шести силовых и двух дополнительных диодов, закрепленных на теплоотводной пластине. Три из шести силовых диодов заряжены положительно, остальные – отрицательно. Полупроводниковые диоды не оказывают существенного сопротивления и не проводят ток в обратную сторону.

Конструкция щеточного узла представляет собой пластмассовый элемент с щетками, обеспечивающими контакт с кольцами или контактными пальцами ротора. Щетки узла позволяют защитить подвижные части ротора и шкива от преждевременного износа.

Рассматривая то, как устроен генератор переменного тока, стоит упомянуть о системе крепления генератора. Эту функцию выполняет корпус генератора, состоящий из двух крышек. Первая, которая устанавливается со стороны шкива и ротора, обеспечивает крепление генератора к двигателю, фиксацию статора и подшипников ротора. Задняя крышка, расположенная вблизи контактных колец и щеточного узла, не только выполняет вышеперечисленные функции. На ней также размещается выпрямитель и щетки.

Применение и свойства генераторов переменного тока

Рассмотрев вопрос, как работает генератор переменного тока, перейдем к предъявляемым требованиям к этому базовому узлу автомобиля. Поскольку аккумуляторы современных автомобилей высокочувствительны к перепадам напряжения, генераторы должны обладать следующими свойствами:

  • Поддерживать постоянную выработку электрического тока во избежание прогрессирующей разрядки аккумуляторной батареи;
  • Обеспечивать стабильность показателей вырабатываемого тока без перепадов и скачков;
  • Регулировать силу вырабатываемого тока независимо от частоты вращения двигателя;
  • Снабжать электроэнергии работающие приборы и производить постоянную подзарядку аккумулятора.

Принцип работы генератора переменного тока кратко

Электрический ток является основным видом энергии, совершающим полезную работу во всех сферах человеческой жизни. Он приводит в движение разные механизмы, дает свет, обогревает дома и оживляет целое множество устройств, которые обеспечивают наше комфортное существование на планете. Поистине, этот вид энергии универсален. Из нее можно получить все что угодно, и даже большие разрушения при неумелом использовании.

Но было время, когда электрические эффекты все так же присутствовали в природе, но никак не помогали человеку. Что же изменилось с тех пор? Люди стали изучать физические явления и придумали интересные машины – преобразователи, которые, в общем, и сделали революционный скачок нашей цивилизации, позволив человеку получать одну энергию из другой.

Так люди научились вырабатывать электричество из обычного металла, магнитов и механического движения – только и всего. Были построены генераторы, способные выдавать колоссальные по мощности потоки энергии, исчисляемые мегаваттами. Но интересно, что принцип действия этих машин не так уж сложен и вполне может быть понятен даже подростку. Что же такое генератор электрического тока? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Эффект электромагнитной индукции

Основой появления в проводнике электрического тока является электродвижущая сила – ЭДС. Она способна заставить перемещаться заряженные частицы, которых много в любом металле. Эта сила появляется только в случае, если проводник испытывает на себе изменение интенсивности магнитного поля. Сам эффект получил название электромагнитной индукции. ЭДС тем больше, чем больше скорость изменения потока магнитных волн. То есть, можно возле постоянного магнита перемещать проводник, или на неподвижный провод влиять полем электромагнита, меняя его силу, эффект будет один и тот же – в проводнике появится электрический ток.

Над этим вопросом в первой половине XIX века работали ученые Эрстед и Фарадей. Они же и открыли это физическое явление. В последствии на основе электромагнитной индукции были созданы генераторы тока и электродвигатели. Интересно, что эти машины легко могут быть преобразованы друг в друга.

Как работают генераторы постоянного и переменного тока

Понятно, что генератор электрического тока – это электромеханическая машина, вырабатывающая ток. Но на самом деле она есть преобразователь энергии: ветра, воды, тепла, чего угодно в ЭДС, которая уже вызывает ток в проводнике. Устройство любого генератора принципиально ничем не отличается от замкнутого проводящего контура, который вращается между полюсами магнита, как в первых опытах ученых. Только намного больше величина магнитного потока, создаваемого мощными постоянными или чаще электрическими магнитами. Замкнутый контур имеет вид многовитковой обмотки, которых в современном генераторе не одна, а минимум три. Все это сделано для того, чтобы получить как можно большую ЭДС.

Стандартный электрический генератор переменного тока (или постоянного) состоит из:

  • Корпуса. Выполняет функцию рамы, внутри которой крепят статор с полюсами электромагнита. В нем установлены подшипники качения роторного вала. Его изготавливают из металла, он также защищает всю внутреннюю начинку машины.
  • Статора с магнитными полюсами. На нем закреплена обмотка возбуждения магнитного потока. Его выполняют из ферромагнитной стали.
  • Ротора или якоря. Это подвижная часть генератора, вал которой приводит во вращательное движение посторонняя сила. На сердечнике якоря располагают обмотку самовозбуждения, где и образуется электрический ток.
  • Узла коммутации. Этот элемент конструкции служит для отведения электричества с подвижного вала ротора. Он включает в себя проводящие кольца, которые подвижно соединены с графитовыми токосъемными контактами.

Создание постоянного тока

В генераторе, продуцирующем постоянный ток, проводящий контур вращается в пространстве магнитной насыщенности. Причем за определенный момент вращения каждая половина контура оказывается вблизи того или иного полюсника. Заряд в проводнике за этот полуоборот движется в одном направлении.

Чтобы получить съем частиц, сделан механизм отвода энергии. Его особенность в том, что каждая половина обмотки (рамки) соединена с токопроводящим полукольцом. Полукольца между собой не замкнуты, а закреплены на диэлектрическом материале. За период, когда одна часть обмотки начинает проходить определенный полюс, полукольцо замыкается в электрическую схему щеточными контактными группами. Получается, на каждую клемму приходит только одного вида потенциал.

Правильнее назвать энергию не постоянной, а пульсирующей, с неизменной полярностью. Пульсация вызвана тем, что магнитный поток на проводник при вращении оказывает как максимальное, так и минимальное влияние. Чтобы эту пульсацию выровнять, применяют несколько обмоток на роторе и мощные конденсаторы на входе схемы. Для уменьшения потерь магнитного потока зазор между якорем и статором делают минимальным.

Схема генератора переменного тока

Когда происходит вращение подвижной части генерирующего ток устройства, в проводниках рамки также наводится ЭДС, как и в генераторе постоянного тока. Но небольшая особенность – генератор переменного тока устройство коллекторного узла имеет другое. В нем каждый вывод соединен со своим токопроводящим кольцом.

Принцип работы генератора переменного тока следующий: когда половина обмотки проходит возле одного полюса (другая, соответственно, возле противоположного полюса), в цепи движется ток в одном направлении от минимума к наивысшему своему значению и снова к нулю. Как только обмотки меняют свое положение относительно полюсов, ток начинает свое движение в обратном направлении с той же закономерностью.

При этом на входе схемы получается форма сигнала в виде синусоиды с частотой полуволн, соответствующей периоду вращения вала ротора. Для того, чтобы получить на выходе стабильный сигнал, где частота генератора переменного тока постоянна, период вращения механической части должен быть неизменным.

Магнитные генераторы газового типа

Конструкции генераторов тока, где вместо металлической рамки как носитель зарядов используют токопроводящую плазму, жидкость или газ, получили название МГД-генераторов. Вещества под давлением прогоняют в поле магнитной напряженности. Под воздействием все той же ЭДС индукции заряженные частицы обретают направленное движение, создавая электрический ток. Величина тока прямо пропорциональна скорости прохождения через магнитный поток, а также его мощности.

Генераторы МГД имеют более простое конструктивное решение – в них отсутствует механизм вращения ротора. Такие источники питания способны выдавать большие мощности энергии в короткие промежутки времени. Их применяют в качестве резервных устройств и в условиях экстренных аварийных ситуаций. Коэффициент, определяющий полезное действие (КПД) этих машин выше, чем имеет электрический генератор переменного тока.

Генератор синхронный переменного тока

Существуют такие типы генераторов переменного тока:

  • Машины синхронные.
  • Машины асинхронные.

Синхронный генератор переменного тока имеет строгую физическую зависимость между вращательным движением ротора и генерируемой частотой электричества. В таких системах ротор – это электромагнит, собранный из сердечников, полюсов и возбуждающих обмоток. Последние запитываются от источника постоянного тока посредством щеток и кольцевых контактов. Статор же представляет собой катушки провода, соединенные между собой по принципу звезды с общей точкой – нолем. В них уже наводится ЭДС и вырабатывается ток.

Вал ротора приводится в движение посторонней силой, обычно турбинами, частота движения которых синхронизирована и постоянна. Электрическая цепь, подключаемая к такому генератору, представляет собой трехфазную схему, частота тока в отдельной линии которой смещена на фазу в 120 градусов относительно других линий. Чтобы получить правильную синусоиду, направление магнитного потока в просвете между статорной и роторной частью регулируют конструкцией последних.

Возбуждение генератора переменного тока реализуют двумя методами:

В схеме контактного возбуждения на обмотки электромагнита через щеточную пару подают электроэнергию с другого генератора. Этот генератор может быть совмещен с валом основного. Он, как правило, имеет меньшую мощность, но достаточную, чтобы создать сильное магнитное поле.

Бесконтактный принцип предусматривает, что синхронный генератор переменного тока на валу имеет дополнительные трехфазные обмотки, в которых при вращении наводится ЭДС и вырабатывается электричество. Оно через выпрямляющую схему поступает на катушки возбуждения ротора. Конструктивно в такой системе отсутствуют подвижные контакты, что упрощает систему, делая ее более надежной.

Асинхронный генератор

Существует асинхронный генератор переменного тока. Устройство его отличается от синхронного. В нем нет точной зависимости ЭДС от частоты с которой вал ротора вращается. Присутствует такое понятие как «скольжение S», которое характеризует эту разницу влияния. Величина скольжения определяется вычислением, так что неправильно думать, будто бы нет закономерности электромеханического процесса в асинхронном двигателе.

Если генератор, работающий вхолостую, нагрузить, то протекающий в обмотках ток будет создавать магнитный поток, препятствующий вращению ротора с заданной частотой. Так образуется скольжение, что, естественно, влияет на выработку ЭДС.

Современный асинхронный генератор переменного тока устройство подвижной части имеет в трех разных исполнениях:

  1. Полый ротор.
  2. Короткозамкнутый ротор.
  3. Фазный ротор.

Такие машины могут иметь само- и независимое возбуждение. Первая схема реализуется за счет включения в обмотку конденсаторов и полупроводниковых преобразователей. Возбуждение независимого типа создается дополнительным источником переменного тока.

Схемы включения генераторов

Все мощные источники питания линий электропередач вырабатывают трехфазный электрический ток. Они содержат в себе три обмотки, в которых образуются переменные токи со смещенной друг от друга фазой на 1/3 периода. Если рассматривать каждую отдельную обмотку такого источника питания, то получим однофазный переменный ток, идущий в линию. Напряжение в десятки тысяч вольт может вырабатывать генератор. 220 В потребитель получает с распределительного трансформатора.

Любой генератор переменного тока устройство обмоток имеет стандартное, но подключение к нагрузке бывает двух типов:

Принцип работы генератора переменного тока, включенного звездой, предполагает объединение всех проводов (нулевых) в один, которые идут от нагрузки обратно к генератору. Это обусловлено тем, что сигнал (электрический ток) передается в основном через выходящий провод обмотки (линейный), который и называют фазой. На практике это очень удобно, ведь не нужно тянуть три дополнительных провода для подключения потребителя. Напряжение между линейными проводами и линейным и нулевым проводом будут отличаться.

Соединяя треугольником обмотки генератора, их замыкают друг с другом последовательно в один контур. Из точек их соединения выводят линии к потребителю. Тогда вообще не нужен нулевой провод, а напряжение на каждой линии будет одинаковым независимо от нагрузки.

Преимуществом трехфазного тока перед однофазным является его меньшая пульсация при выпрямлении. Это положительно сказывается на питаемых приборах, особенно двигателях постоянного напряжения. Также трехфазный ток создает вращающийся поток магнитного поля, который способен приводить в движение мощные асинхронные двигатели.

Где применимы генераторы постоянного и переменного тока

Генераторы постоянного тока значительно меньше по размерам и массе, чем машины переменного напряжения. Имея более сложное конструктивное исполнение чем последние, они все же нашли применение во многих отраслях промышленности.

Основное распространение они получили в качестве высокооборотных приводов в машинах, где требуется регулирование частоты вращения, например, в металлообрабатывающих механизмах, подъемниках шахт, прокатных станах. В транспорте такие генераторы установлены на тепловозах, различных судах. Множество моделей ветрогенераторов собраны на базе источников постоянного напряжения.

Генераторы постоянного тока специального назначения применяют в сварке, для возбуждения обмоток генераторов синхронного типа, в качестве усилителей постоянного тока, для питания гальванических и электролизных установок.

Назначение генератора переменного тока – вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах. Такой вид энергии подарил человечеству Никола Тесла. Почему именно изменяющий полярность ток, а не постоянный нашел широкое применение? Это связано с тем, что при передаче постоянного напряжения идут большие потери в проводах. И чем длиннее провод, тем потери выше. Переменное напряжение можно транспортировать на огромные расстояния при гораздо меньших затратах. Причем легко можно преобразовывать переменное напряжение (понижая и повышая его), который выработал генератор 220 В.

Заключение

Человек до конца не познал природу магнетизма, который пронизывает все вокруг. И электрическая энергия – это лишь малая часть открытых тайн мироздания. Машины, которые мы называем генераторами энергии, по сути очень просты, но то, что они могут нам дать, просто поражает воображение. Все же настоящее чудо здесь не в технике, а в мысли человека, которая смогла проникнуть в неисчерпаемый резервуар идей, разлитых в пространстве!

Генератор переменного тока — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

В последнее время широкое распространение получили генераторы переменного тока, выгодно отличающиеся от генераторов постоянного тока своими габаритными размерами и способностью вырабатывать ток заряда при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя. Они имеют повышенную надежность.

Генераторы переменного тока используют на гусеничных и колесных машинах (например, на КамАЗ-4310 и КЗКТ-7428). По своей конструкции генераторы переменного тока отличаются от коллекторных генераторов постоянного тока. У них почти вдвое меньше масса и втрое — расход меди. Благодаря более раннему началу отдачи зарядного тока (с момента приведения во вращение вала двигателя на режиме холостого хода) такие генераторы имеют существенно лучшие зарядные свойства по сравнению с генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока представляет собой трехфазную синхронную электромашину с электромагнитным возбуждением и выпрямителем. Генератор работает совместно с регулятором напряжения, обеспечивающим поддержание в электросети машины (с определенным допуском) требуемого постоянного напряжения.

Рис. Схема генератора переменного тока:
1 — ротор; 2 — статор; 3, 9 — шарикоподшипники; 4 — шкив привода; 5 — вентилятор; 6, 10 — крышки; 7 — выпрямитель; 8 — контактные кольца; 11 — щеткодержатель; 12 — обмотка возбуждения; 13 — винты крепления фазовых обмоток статора к выпрямителю; 14 — винт «массы»

Принцип действия генератора переменного тока

Конструкции электрических генераторов переменного тока различны, но принцип их действия одинаков. Рассмотрим один из таких генераторов.

Статор 2 генератора с трехфазной обмоткой выполнен в виде отдельных катушек, в витках которых при вращении ротора 1 индуцируется переменное напряжение. В каждой фазе имеется по шесть катушек, соединенных последовательно. Обмотка возбуждения 12 выполнена в виде катушки и помещена на стальной втулке клювообразных полюсов ротора, обмотки которого питаются постоянным током от аккумуляторной батареи или выпрямителя 7, устанавливаемого на выходе генератора. В крышке 10 имеются вентиляционные окна, через которые циркулирует охлаждающий поток воздуха. Моноблок-радиатор способствует охлаждению выпрямителя, собранного из кремниевых вентилей (диодов) с допустимой температурой нагрева 150 °С.

Интересным компоновочным решением конструкции генератора переменного тока является генераторная установка магистральных автопоездов МАЗ. Она состоит из генератора и интегрального регулятора напряжения (ИРН). Номинальное вырабатываемое напряжение установки 28 В, номинальная мощность 800 Вт. Регулятор вмонтирован в основание щеткодержателя генератора. В крышку генератора также вмонтирован выпрямительный блок БПВ 4-45. Регулятор состоит из резисторов, конденсаторов, стабилитронов, транзисторов и других элементов. Он снабжен переключателем сезонной регулировки («летняя» и «зимняя»). Элементы ИРН смонтированы на малогабаритной керамической плате, закрытой специальной крышкой и залитой герметиком, что делает конструкцию неразборной и неремонтируемой.

Published by Admin Under Генераторы on Июль 20, 2016

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

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

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

Устройство генератора переменного тока

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

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

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

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

Область применения

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

Генераторы переменного тока используются на всех электростанциях.

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

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

назначение, устройство и принцип работы

Многие из вас знакомы с общим устройством автомобиля и знают, что некоторые устройства «жизненно» необходимы для полноценной работы всех систем транспортного средства. К таким устройствам относится и автомобильный генератор, основное назначение которого превращение механической энергии в электрическую. Электричество необходимо для вращения стартера при запуске двигателя, за что отвечает аккумуляторная батарея, зажигания топливной смеси внутри цилиндров и приведения в рабочее состояние всех систем и электроприборов автомобиля.

ДЕТАЛЬНО ПРО ⇒ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Немного истории

Как вы уже поняли, всего существует два источника автомобильного питания – это аккумулятор и генератор, при этом первый из них накапливает электричество, получаемое от генератора и передаёт полезную энергию на приборы в качестве постоянного тока ровно до того момента, как будет запущен мотор, и тогда в дело вступает второй источник питания.

Все знают автомобильные генераторы как компактные устройства, имеющие связь с двигателем посредством ременной передачи, но они не всегда были такими. До 1960 года обычный генератор представлял собой громоздкую конструкцию очень большого веса. При этом коэффициент полезного действия в устройствах начала второй половины прошлого столетия оставлял желать лучшего и точно никак не удовлетворял новым потребностям современных автомобилей, которые уже рвались на мировой рынок, заряженные небывалым энтузиазмом их разработчиков. Миру требовалось что-то более простое и лёгкое, что давало бы больше энергии при том же крутящем моменте, и это случилось в виде обновлённого генератора, работающего по технологии полупроводниковых выпрямителей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ ПРО ⇒ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА

Генераторы старого типа, поставляющиеся на рынок с шунтовой схемой параллельного возбуждения, обмоткой, имеющей связь с АКБ, либо со схемой стартера, последовательно подключённого к обмоткам якоря, нашли всеобщее признание у производителей гибридных и электрических автомобилей как основной силовой агрегат. Мир же полностью перешёл на генераторы переменного тока, обладающие известными преимуществами, такими, компактность, повышенный КПД, усиленная мощность и сила тока при неизменной частоте вращения ротора. Внимание читателя заслуживают оба типа генератора, и в последующих частях мы рассмотрим, как устроены генераторы постоянного и переменного тока и разберём принцип их работы.

Как устроен генератор постоянного тока?

Оба устройства призваны вырабатывать электричество, используя механическую силу двигателя. Массивность генераторов постоянного тока объясняется тем, что в качестве статора там используется сам корпус устройства, и чем он больше, тем лучше, поэтому для достижения наиболее высоких показателей мощности, например, для грузовых автомобилей, такие генераторы должны быть поистине гигантских размеров.

Как же происходит выработка электричества генератором постоянного тока?

  1. После подключения генератора независимым, параллельным или смешанным способом, становится возможна его дальнейшая работа по превращению механической энергии в электрическую;
  2. Полюсное размещение обмоток со смещёнными пазами обеспечивает выработку переменного тока, при этом работа генератора практически бесшумная;
  3. Якорь, как токосъемная часть генератора, крепится на подшипники крышек, рабочая часть находится между обмотками и при вращении отдаёт накопленный переменный ток щёткам;
  4. Коллектор преобразует переменный ток в постоянный, который и становится «конечным продуктом» деятельности генератора постоянного тока и обеспечивает весь автомобиль электричеством.

При необходимости генераторы оснащают дополнительным комплектом обмоток, который предполагает наличие ещё одной пары щёток.

Как устроен генератор переменного тока?

Стандартный или компактный трёхфазный генератор переменного тока имеет намного меньшие габариты за счёт изменения конструкции статора, в качестве которого выступает отдельный модифицированный элемент и более эффективный ротор вместо якоря. В связи с этим у производителей отпала необходимость создавать массивные и тяжёлые корпуса, а токосъёмные свойства генератора при этом увеличились в несколько раз. Несмотря на разительные перемены в конструкции устройств разных поколений генераторов, принцип их работы практически ничем не различается.

Генератор переменного тока состоит из ротора, статора, трёхфазных медных намоток в качестве магнитопровода, шкива, являющегося продолжением ротора, принимающего крутящий момент от двигателя, графитовых щёток, регулятора напряжения и силового выпрямителя. Каждый из элементов компактно размещён в лёгком корпусе, представляющем собой парные алюминиевые крышки, соединённые болтами. Корпус крепится к кронштейнам двигателя через проушины так, чтобы шкив находился со стороны привода.

Рассмотрим устройство элементов генератора переменного тока более детально:


  1. Статор изготавливается из стальных листов, каждая его часть сваривается или клепается так, чтобы получилось 36 пазов, которые изолируются плёнкой, либо эпоксидной смолой. Обмотка статора осуществляется между пазами;
  2. Ротор представляет из себя две разнополюсные части с клинообразными выступами, у каждой из которых имеется как минимум шесть полюсов, закреплённых на валу. В случае фиксации на концах вала закалённой цапфы и подшипников, его изготовление предполагает использование твёрдой стали, при этом шкив фиксируется при помощи резьбы и паза;
  3. Электрографитные или меднографитовые щётки имеют пружинный способ прижатия. Первый вариант с более долгим сроком эксплуатации, контактируя с кольцом, значительно снижает напряжение в цепи;
  4. Диодные мосты в виде таблеток, надёжно закреплённых на охлаждающих элементах пайкой, или силовых диодов, размещённых в пластинах, выполняют функцию отвода тепла;
  5. Выпрямление переменного тока осуществляется вспомогательным узлом диодов, заключённых в герметичный блок, который имеет подключение в виде шины. Узел защищён от короткого замыкания специальным составом;
  6. Система охлаждения генератора выполняет важную функцию, влияющую на регулировку напряжения, которая напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Также регулятор справляется со скачками напряжения, которые неизбежно появляются в связи с изменением числа оборотов двигателя.

Как работает автомобильный генератор?

Работа генератора невозможна без приводной силы двигателя. Индукция электродвижущей силы, возникающая в области действия магнитного поля, создаёт напряжение на полукольцах, которое снимается напрямую и далее поступает по схеме в качестве постоянного тока до конечных потребителей.

Система зажигания двигателя: 1 – генератор;
2 – выключатель зажигания;
3 – распределитель зажигания;
4 – кулачок прерывателя;
5 – свечи зажигания;
6 – катушка зажигания;
7 – аккумуляторная батарея[/caption]

Особенности расположения генератора на картере в подкапотном пространстве предполагает наличие шкивов на самом генераторе и коленчатом валу, соединённых ременной передачей. Для такого типа соединения требуется система натяжения ремня, которая осуществляется при помощи опоры.

Современные генераторы переменного тока способны давать напряжение от 7 до 28 вольт и соответствующую мощность в районе 1380 ватт, хорошим показателем КПД в этом случае будет считаться отметка в 50-60%.

Пуск двигателя ознаменовывается повышенным током статора до значений в несколько сотен ампер, поэтому все приборы и сам двигатель до установления рабочих параметров генератора работают благодаря питанию аккумуляторной батареи.

Сразу после передачи вращающегося момента на шкив генератора, вращающийся якорь начинает создавать электромагнитное поле, которое в свою очередь запускает процесс движения переменного тока с обмоток на контактные кольца, щётки, и далее через выпрямитель постоянный ток поступает на аккумулятор и приборы, нуждающиеся в электричестве. Не всегда обороты двигателя могут обеспечить достаточную мощность генератора для питания особо мощных приборов, поэтому в случае недостатка электроэнергии в дело вступает аккумулятор.

Способ подключения генератора имеет решающее значения для автомобилей с разным потреблением электричества. Если на транспортном средстве установлено мощное оборудование, используется схема подключения «Треугольник». В стандартных моделях современных автомобилей генераторы подключаются по схеме «Звезда». Выходной ток в этом случае будет в 1,7 раза меньше, чем в первом случае, но со своей работой без дополнительной нагрузки он справляется отлично.

Основные неисправности

Механические, либо электрические неисправности неизбежно возникнут на определённом сроке эксплуатации генератора, ведь любое техническое устройство подвергается износу. Несмотря на надёжность и износоустойчивость в целом, в генераторе могут случаться поломки разного характера, как внешние, так и внутренние, определить которые на ранней стадии сможет только профессионал.

  1. Аккумулятор разряжается быстрее, чем заряжается, при этом может гореть лампа разряда аккумулятора;
  2. Слабый ток на приборы, который характеризуется тусклым горением ламп;
  3. Посторонние звуки в подкапотном пространстве должны служить косвенными признаками неисправности автомобильного генератора;
  4. Характерное пищание или вой, доносящиеся из генератора.

Нет необходимости говорить, что все эти признаки должны стать причиной для проведения срочной диагностики, которая может выявить неисправность:

  • Ременно-приводной системы, либо корпуса со всеми внешними составляющими;
  • Шкива, щёток, колец, или подшипников;
  • Регулятора напряжения;
  • Обмоток ротора или статора;
  • Выпрямителя;
  • Реле.

Любая неисправность устраняется исключительно заменой на новую запчасть. Проверка генератора на наличие поломок происходит по стандартной схеме – предохранитель, корпус, ремень, проводка, ротор, кольца и щётки.

Из наиболее трудоёмких работ считается замена подшипников и ремня. Менять эти детали необходимо до наступления их критического состояния.

Обмотки ротора должны иметь сопротивление в пределах от 1,8 до 5 ом, в противном случае они подлежат замене, как и обмотки ротора, главным признаком неисправности которых являются нереальные цифры на мультиметре. Выпрямитель подлежит замене, если показания на приборе не меняются в зависимости от расположения щупов. Окисленные контакты так же повод для полной замены диодного моста.

Итог

Некоторые неисправности в генераторе определяются лишь на специализированных стендах профессиональными мастерами. Несмотря на кажущуюся простоту, генератор сложен и непредсказуем даже для опытных автолюбителей. Залог долгой и нормальной работы генератора – это своевременное обслуживание в проверенных автосервисах и замена деталей на оригинальные запчасти.

Источник https://vaznetaz.ru/

Генератор переменного тока — типы устройств и принцип работы

Любой генератор переменного тока представляет собой устройство электрического типа, предназначенное для преобразования механической энергии в электроэнергию с переменными токовыми величинами.

В большинстве современных генераторов используется традиционный принцип действия вращающегося магнитного поля.

Электрический генератор переменного тока

Выделяется пара основных видов электрических генераторов, имеющих конструкционные отличия, представленные:

  1. Устройствами, имеющими неподвижную часть в виде статора и вращающийся элемент, который представлен магнитными полюсами. Данный тип популярен у потребителей и очень активно эксплуатируется благодаря наличию неподвижной обмоточной части, не требующей снимать избыточную нагрузку электрической сети.
  2. Устройствами электрического типа, имеющими вращающийся якорь и магнитные неподвижные полюса.

Таким образом, в конструкцию генератора любого типа входят две наиболее важные части: подвижная и неподвижная, а также некоторые связующие элементы, представленные щетками и проводными соединениями. Электрогенераторами переменного тока производится как активная энергия, так и реактивная, передающаяся и распределяемая по электросетям.

Электрические генераторы ПТ, наряду с трансформаторами, рассчитаны на определенные номинальные токовые величины и достаточное количество номинального напряжения, зависящие от конструкционных особенностей такой машины, а также типоразмеры рабочих частей и связующих элементов.

Типы генераторов переменного тока

Существует несколько типов машин или установок, предназначенных для преобразования неэлектрического вида энергии в электроэнергию.

Самые популярные виды представлены:

  • компактным преобразователем Стирлинга, имеющим линейный генератор ПТ;
  • однофазным генератором ПТ;
  • двухфазным генератором ПТ;
  • трехфазным генератором ПТ;
  • генератором ПТ на 380 Вольт без наличия двигателя;
  • стандартным генератором ПТ на 220 Вольт;
  • генератором ПТ на тиристоре;
  • синхронным генератором ПТ;
  • индукционным;
  • переносными.

Генератор переменного тока ЭГВ – 32 У1

В зависимости от конструкционных особенностей выделяются устройства, имеющие:

  1. неподвижные магнитные полюса и вращающийся якорь;
  2. вращающиеся магнитные полюса и неподвижный статор.

В зависимости от способа возбуждения:

  • с обмотками возбуждения, питающимися постоянными токовыми величинами с использованием посторонних источников электроэнергии, включая аккумуляторные батареи;
  • с обмотками возбуждения, питающимися с использованием сторонних генераторов ПТ, которые отличаются маломощными токами с одного вала;
  • с обмотками самовозбуждения, питающимися выпрямленными токовыми величинами;
  • с возбуждением, получаемым в процессе функционирования магнитных элементов постоянного типа.

В зависимости от типа соединения фазной обмотки:

  1. не обладающая практическим значением система Тесла;
  2. подсоединение типа «Звезда»;
  3. подсоединение типа «Треугольник»;
  4. подсоединение типа «Славянка».

Последний вариант сочетает в себе шесть обмоточных элементов типа «Звезда» и одну обмотку «Треугольник» на каждом статоре.

С конструктивной точки зрения могут быть выделены преобразующие энергию устройства или машины электрического типа, имеющие явно и неявно выраженные полюса.

Устройство

Конструкция и внутреннее устройство преобразователя одного вида энергии в другой может иметь существенные отличия. Самыми распространенными являются автомобильные генераторы ПТ, представленные следующими основными конструктивными элементами:

  • двухкрышечной корпусной частью со специальными вентиляционными отверстиями;
  • роторной однообмоточной электромагнитной частью, вращаемой посредством шкива в паре подшипников;
  • двумя медными кольцами и графитовыми щетками, подающими ток на роторную часть;
  • регулирующей релейной частью, отвечающей за выдачу генераторного напряжения в оптимальных пределах.

Общая схема устройства генератора переменного тока

Статорная часть имеет три медных обмотки, объединенные «треугольником» с подключением полупроводникового диодного моста, благодаря которому происходит преобразование типа напряжения.

Современные автомобильные генераторы относятся к категории высокооборотных агрегатов, поэтому частота оборотов может составлять девять тысяч в одну минуту.

Схема генератора переменного тока

Принцип действия генераторов ПТ базируется на свойствах электромагнитной индукции, что и отражается в схеме таких агрегатов:

  1. неподвижная якорная часть;
  2. вращающаяся индукторная часть;
  3. кольца контактного типа;
  4. скользящая щеточная часть.

Характерным отличием трехфазных генераторов является электрическая схема, отображающая особое соединение на фазных обмотках.

Синхронный и асинхронный

В зависимости от принципа работы, генератор может быть представлен устройством синхронного и асинхронного типа. Для любых асинхронных генераторов характерна конструктивная простота и дешевизна изготовления, а также достаточно высокая устойчивость к короткому замыканию или перегрузкам.

Асинхронные электрические генераторы прекрасно зарекомендовали себя в работе с активным уровнем нагрузки, включая лампы накаливания, электронагреватели, современную электронику и электрические конфорки.

Разница синхронного и асинхронного генераторов

Тем не менее, даже в условиях кратковременного перегруза отмечается выход устройства из строя. Именно по этой причине подключение приборов с индуктивной нагрузкой, включая электрические двигатели, не электронные сварочные аппараты и энергозависимый инструмент, потребует применения асинхронного генератора с трех- или четырехкратным запасом по уровню мощности.

Генераторы синхронного типа востребованы в работе любого индуктивного потребителя, имеющего высокие параметры пусковых токовых величин. Современные синхронные устройства электрического типа легко выдерживают пятикратный уровень секундной токовой перегрузки, что обусловлено линейной зависимостью числа оборотов вращения магнитного поля от количества роторных оборотов или угловой скорости генератора.

Асинхронные и синхронные генераторы отличаются своим устройством, но первый вариант принято считать конструктивно более надежным, что объясняется отсутствием в них традиционного щеточного узла.

Однофазный

В соответствии с количеством фаз, все генераторы представлены двумя большими группами:

  1. Однофазными.
  2. Трехфазными.

Первый вариант предназначается исключительно для работы с любыми однофазными потребителями электрической энергии, а трехфазные генераторы относятся к категории универсальных, но дорогостоящих машин, нуждающихся в затратном обслуживании.

Однофазный тип генератора

Простейшие конструкции представлены магнитным полем, вращающейся рамкой и обычным коллекторным щеточным узлом, отводящим ток.

Благодаря коллекторному узлу, рамочное вращение через щетки создает постоянство контакта с половинкой рамки в условиях отсутствия циклического изменения положения. Токовые величины, изменяющиеся в соответствии с законами гармоники, передаются на щетки и в схему потребителей энергии.

Трехфазный тип генератора

Однофазные генераторы в настоящее время являются самыми популярными автономными источниками тока и предназначаются для питания любых однофазных потребителей электрической энергии, к которым относятся практически все бытовые приборы.

Принцип работы

Основным принципом функционирования генераторов переменного тока являются вращательные движения токопроводящей рамки, располагаемой между парой постоянных магнитов, имеющих противоположные полюса. В большинстве случаев, конструкция стандартна и функционал таких устройств достаточно прост.

Схема работы трехфазного генератора

Например, роторы, которые установлены в промышленные индукционные генераторы, вращаются благодаря турбине, а статор бывает дополнен достаточно мощным электромагнитом. Внутри роторных обмоточных витков происходит индукция ЭДС, благодаря чему формируется суммарное напряжение, необходимое для потребителей.

Принцип работы генераторов основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому происходит индукция ЭДС в прямоугольной контурной части проволочной рамки.

Назначение

Генераторы являются основными источниками электроэнергии в системах энергоснабжения, позволяющих обеспечивать питание любых потребителей и заряжать аккумуляторную батарею в процессе функционирования двигателя.

Современные генераторы, имеющие встроенные кремневые диоды, обладают небольшими габаритами, простой конструкцией, надежностью и долгим сроком эксплуатации, что является отличным дополнением высокой удельной мощности таких устройств-преобразователей при малой вращательной частоте.

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

Автомобильный генератор – устройство и принцип работы генератора двигателя автомобиля

к списку всех статей


Автомобильный генератор
– это источник электроэнергии и неотъемлемая часть устройства автомобиля. Принцип действия электрогенератора состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. Генератор автомобиля является основной частью генераторной установки, которая также включает в себя регулятор напряжения.
Исправные автогенераторы осуществляют бесперебойную подачу тока, который необходим для работы большинства автомобильных компонентов-электропотребителей: системы зажигания, бортового компьютера и других. Одновременно с этим автомобильный генератор поддерживает заряд аккумуляторной батареи. Состояние и мощность генератора напрямую влияют на надежность автомобиля и его и эксплуатационные характеристики.

Устройство и принцип работы генератора
Автомобильный генератор работает по принципу преобразования механической энергии в электрическую: вращение коленчатого вала двигателя генератор преобразует в электрический ток.Это происходит благодаря явлению электромагнитной индукции, т.е. возникновению переменного электрического напряжения при изменении магнитного потока, протекающего сквозь замкнутый контур. В случае с автогенератором таким контуром выступает статор с медной обмоткой, внутри которого вращается ротор, представляющий собой магнит или совокупность магнитов.
Таким образом, основные элементы автогенератора – это статор, ротор и регулятор напряжения. В конструкции также присутствуют корпус из двух крышек, шкив для передачи энергии от двигателя посредством ремня генератора, диоды-выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный,щеточный узел и другие вспомогательные элементы.
Статор -статичный элемент генератора, состоящий из замкнутого железного магнитопровода с пазами, внутри которых находится медная обмотка. Именно эта обмотка накапливает мощность автогенератора при вращении ротора.Ротор же представляет собой стальной вал с обмоткой возбуждения, в которой образуется магнитный поток, и двумя стальными втулками, которые подводят поток к обмотке статора.
При повороте ключа в замке зажигания к обмотке возбуждения подводится ток, который обеспечивает первоначальное возбуждение и приводит к образованию электромагнитного поля.Ротор вращается, получив привод от коленчатого вала двигателя с помощью ремня генератора, вращающего шкив. При вращении ротора магнитный поток в катушке попеременно меняет свое направление, так как напротив катушек оказываются то южный, то северный полюсы ротора. Вследствие этого внутри катушки возникает переменное напряжение, частота которого напрямую зависит от частоты вращения ротора и количества пар полюсов. Переменное напряжение с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, которое и подается к бортовой сети автомобиля.

Рекомендации по эксплуатации автогенератора

1. Устанавливая в свой автомобиль АКБ, или запуская двигатель от другого источника, убедитесь в том, что соблюдаете правильную полярность. В противном случае выйдет из строя выпрямитель автогенератора и возникнет угроза возгорания.
2. Необходимо отслеживать состояние электропроводки и состоянием контактов проводов, которые подходят к генератору автомобиля и регулятору напряжения. Слабый контакт может привести к образованию избыточного напряжения.
3. Стоит также следить за состоянием ремня генератора, так как в случае слабого натяжения генератор работает менее эффективно, в случае слишком тугого натяжения возможно разрушение подшипников.
4. Рекомендуем доверить установку генератора профессионалам из СТО во избежание возникновения непредвиденных проблем

Не упускайте важные события

к списку всех статей

Дизельные генераторы переменного и постоянного тока


Назначение электрогенератора состоит в выработке электроэнергии, то есть в преобразовании механической энергии в электрический ток. По виду вырабатываемого тока выделяют генераторы постоянного и переменного тока.


Особенности конструкции ДГУ постоянного тока


Дизельный генератор постоянного тока состоит из двух основных узлов – неподвижного статора и вращающегося якоря. Помимо того, что статор служит корпусом генератора, на его внутренней поверхности зафиксировано несколько пар магнитов. В основном применяют электрические магниты. Якорь снабжён стальным сердечником и коллектором. В пазах сердечника укладывается рабочая обмотка якоря. Графитовые неподвижные щётки объединяют обе части генератора в единое целое.


Генераторы постоянного тока можно встретить на масштабных промышленных заводах, на электротранспортных предприятиях, судах и на различных производствах, где подключаемое оборудование обладает большим пусковым моментом.


Постоянный ток применяется весьма ограниченно из-за сложности его трансформации. Для повышения или понижения напряжения требуется наличие сложного специализированного оборудования, а также значимые затраты.


Особенности конструкции генератора переменного тока


В основу генератора переменного тока заложен принцип электромагнитной индукции. Электрический ток образуется в замкнутом контуре, представляющем собой проволочную рамку, в процессе пересечения его магнитным полем, которое вращается. Величина магнитного потока увеличивается параллельно скорости вращения рамки.


Ротор – это вращающийся элемент генератора, а статор – неподвижная часть.


По конструкционным особенностям генераторы классифицируются на устройства с неподвижными или статическими магнитными полюсами. В первом случае якорь вращающийся, во втором – неподвижный статор.


Агрегаты с вращающимися магнитными полюсами распространены больше, чем их аналоги поскольку с неподвижной стационарной обмотки статора напряжение снимается произвольно и нет необходимости в сложных токосъёмных конструкциях (контактные кольца, щётки).


Магнитное поле в электрогенераторах постоянного тока образуют неподвижные магниты (катушки возбуждения). А индуцирование электродвижущей силы и снятие напряжения происходит на вращающихся катушках.


Ещё одно отличие состоит в том, что в генераторах переменного тока токоотвод с катушек происходит при присоединении концов рамки к контактным кольцам. А в устройствах постоянного тока концы привязаны к полукольцам, которые изолированы друг от друга. В этом случае рамка выдаёт на внешнюю цепь выпрямленное электрическое напряжение.


Вместо коллектора у ротора генератора переменного тока размещены два кольца, изолированные друг от друга. Ток возникает в катушках статора в процессе вращения ротора и впоследствии передается на приемник.


Поскольку основная часть бытового и промышленного оборудования нуждается в переменном токе, дизельные генераторы
предназначены для удовлетворения данного спроса, то есть для выработки переменного тока.


В чем отличие генераторов переменного тока от постоянного


Постоянный ток никогда не меняет своего направления, двигаясь от плюса к минусу. В отличие от постоянного, переменный ток движется между фазой и нулем, меняя направление электронов с определенной частотой, которую указывают в герцах. Частота 50 Гц означает, что изменение направления потока электронов происходит 100 раз в секунду.


Основным преимуществом переменного тока по отношению к постоянному является простота его передачи на большие расстояния и легкость его генерации. При помощи специальных устройств напряжение однофазной сети 220 вольт можно изменять по величине в зависимости от необходимости потребителей.


Приобретение ДГУ постоянного тока для решения бытовых задач на данный момент лишено смысла. Такие модели агрегатов используются в специализированных условиях некоторыми промышленными и производственными предприятиями.


Генераторы Yanmar


В каталоге нашей компании представлен широкий спектр надежных дизельных генераторов переменного тока Yanmar, среди которых:


Оборудование подойдет в качестве постоянного или альтернативного источника электроэнергии (в аварийных и внештатных ситуациях, при плановом отключении ЛЭП и пр.).


Генераторы Yanmar отличаются стабильностью в работе, высокой эффективностью и безопасностью. ДГУ просты в эксплуатации, характеризуются низким уровнем шума и вибрации. Позволяют экономно расходовать топливо.

Как работают генераторы переменного тока

Генератор — как это работает

Вы можете подумать, что электрика в автомобиле питает аккумулятор, но это не так. Аккумулятор вырабатывает электричество, необходимое стартеру для запуска автомобиля. Когда автомобиль работает, генератор вырабатывает энергию для питания электрической системы и зарядки аккумулятора. Генератор раньше назывался генератором, и он работает аналогичным образом. В этом случае двигатель внутреннего сгорания автомобиля вращает шкивы под капотом, который вращает шкив генератора и вырабатывает энергию.

Генератор переменного тока работает вместе с аккумулятором для питания электрических компонентов автомобиля. Выходной сигнал генератора постоянного тока (DC). Когда шкив генератора переменного тока вращается, переменный ток (AC) проходит через магнитное поле и генерируется электрический ток. Затем он преобразуется в постоянный ток через выпрямитель.

Развитие технологий означает, что генераторы переменного тока сильно изменились за последние 50 лет. Первоначально генераторы переменного тока использовались только для генерации тока, который контролировался внешним регулятором.Появление в 1990-х годах встроенного регулятора использовало сигнальную лампу для возбуждения генератора и запуска процесса зарядки. Многие современные автомобили приняли систему зарядки типа запроса нагрузки с введением интеллектуальных систем зарядки и систем CANBUS, которые в настоящее время широко используются. Эти системы контролируются блоком управления двигателем (ЭБУ) автомобиля. Когда транспортному средству требуется больше нагрузки, ЭБУ отправляет сигнал генератору переменного тока, требуя, чтобы он начал зарядку. Генератор переменного тока должен справляться с изменяющимися электрическими нагрузками и соответствующим образом регулировать скорость заряда.В наши дни эти типы генераторов легко могут быть неправильно диагностированы как неисправные, если на транспортном средстве возникает неисправность зарядки, но чаще всего неисправность генератора не обнаруживается.

Компоненты генератора и их функции:

Регулятор

Регулятор напряжения контролирует количество мощности, передаваемой от генератора переменного тока к батарее, чтобы управлять процессом зарядки. Регуляторы имеют разные функции и работают в зависимости от своей спецификации.

Выпрямитель

Выпрямитель используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC) во время процесса зарядки.

Ротор

Ротор — это вращающаяся масса внутри генератора, которая вращается через шкив и систему приводного ремня. Ротор действует как вращающийся электромагнит.

Контактные кольца

Контактные кольца используются как средство подачи постоянного тока и мощности на ротор.

Концевой подшипник скольжения

Подшипники предназначены для поддержки вращения вала ротора.

Статор

Статор состоит из нескольких витков проволоки, намотанной через железное кольцо. Статор находится вне ротора, и когда создается магнитное поле, возникает электрический ток.

Подшипник приводного конца

Подшипники предназначены для поддержки вращения вала ротора.

Шкив

Шкив соединен с валом ротора и системой приводного ремня. Вращение, создаваемое двигателем, система приводного ремня поворачивает шкив, начиная процесс зарядки.

См. Наши новые ссылки на ассортимент

Принцип работы генератора переменного тока

Принцип работы генератора генератора очень прост. Это похоже на основной принцип генератора постоянного тока. Это также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что ток индуцируется в проводнике внутри магнитного поля, когда между этим проводником и магнитным полем происходит относительное движение.

Чтобы понять работу генератора переменного тока , давайте представим себе один прямоугольный виток, расположенный между двумя противоположными магнитными полюсами, как показано выше.

Допустим, этот однооборотный контур ABCD может вращаться относительно оси a-b. Предположим, этот цикл начинает вращаться по часовой стрелке. После поворота на 90 o сторона AB или провод AB петли выходит перед S-полюсом, а провод CD — перед N-полюсом. В этом положении тангенциальное движение проводника AB просто перпендикулярно линиям магнитного потока от N к S полюсу. Следовательно, скорость отсечения магнитного потока проводником AB здесь максимальна, и для этого отсечения магнитного потока в проводнике AB будет индуцированный ток, и направление индуцированного тока может быть определено с помощью правила правой руки Флеминга.Согласно этому правилу направление этого тока будет от A к B. В то же время проводник CD проходит под полюсом N, и здесь также, если мы применим правило правой руки Флеминга, мы получим направление индуцированного тока, и он будет от От C до D.

Теперь после поворота по часовой стрелке еще на 90 o поворот ABCD перейдет в вертикальное положение, как показано ниже. В этом положении тангенциальное движение проводников AB и CD просто параллельно линиям магнитного потока, следовательно, не будет резания магнитного потока, которое не приведет к току в проводнике.

В то время как поворот ABCD переходит из горизонтального положения в вертикальное, угол между силовыми линиями и направлением движения проводника уменьшается с 90 o до 0 o , и, следовательно, индуцированный ток в витке уменьшается до ноль от максимального значения.

После еще одного поворота по часовой стрелке на 90 o поворот снова переходит в горизонтальное положение, и здесь провод AB проходит под N-полюсом, а CD проходит под S-полюсом, и здесь, если мы снова применим правило правой руки Флеминга, мы вы увидите, что индуцированный ток в проводнике AB от точки B до A, а индуцированный ток в проводнике CD — от D до C.

Поскольку в этом положении поворот идет в горизонтальное положение из своего вертикального положения, ток в проводниках достигает максимального значения от нуля. Это означает, что ток циркулирует в близком повороте от точки B к A, от A к D, от D к C и от C к B, при условии, что петля замкнута, хотя здесь она не показана. Это означает, что ток является обратным току в предыдущем горизонтальном положении, когда ток циркулировал как A → B → C → D → A.

В то время как поворот далее переходит в свое вертикальное положение, ток снова уменьшается до нуля.Итак, если виток продолжает вращать, ток по очереди постоянно меняет его направление. Во время каждого полного оборота оборота ток, в свою очередь, постепенно достигает своего максимального значения, затем уменьшается до нуля, а затем снова достигает своего максимального значения, но в противоположном направлении, и снова он достигает нуля. Таким образом, ток завершает один полный цикл синусоидальной волны за каждые 360 o оборотов витка. Итак, мы видели, как создается переменный ток, вращающийся внутри магнитного поля.Теперь мы перейдем к фактическому принципу работы генератора генератора переменного тока .

Теперь поместим по одной неподвижной щетке на каждое контактное кольцо. Если мы соединим этими двумя щетками два вывода внешней нагрузки, мы получим переменный ток в нагрузке. Это наша простейшая модель генератора переменного тока.

Разобравшись с самыми основными принципами генератора переменного тока, давайте теперь разберемся с его основным принципом работы практического генератора переменного тока. При обсуждении основного принципа работы генератора переменного тока мы учли, что магнитное поле неподвижно, а проводники (якорь) вращаются.Но обычно в практической конструкции генератора переменного тока проводники якоря неподвижны, а полевые магниты вращаются между ними. Ротор генератора переменного тока или синхронного генератора механически соединен с валом или лопатками турбины, которые приводятся во вращение с синхронной скоростью N с под действием некоторой механической силы приводит к сокращению магнитного потока неподвижных проводников якоря, размещенных на статоре .

Как прямое следствие этого отсечения потока индуцированная ЭДС, и ток начинает течь через проводники якоря, которые сначала текут в одном направлении в течение первого полупериода, а затем в другом направлении во втором полуцикле для каждой обмотки с определенным запаздывание по времени 120 o из-за смещения пространства 120 o между ними, как показано на рисунке ниже.Это конкретное явление приводит к трехфазному потоку энергии из генератора, который затем передается на распределительные станции для бытового и промышленного использования.

По какому принципу работает генератор переменного тока

Генератор — это механическое устройство, которое преобразует другие формы энергии в электрическую. Генератор обычно состоит из ротора, статора, выпрямителя и торцевой крышки.

Ротор состоит из обмотки сердечника ротора (или магнитного полюса), защитного кольца, центрирующего кольца, контактного кольца, вентилятора и вращающегося вала.Функция ротора — создавать магнитное поле. Установлен внутри статора. Статор состоит из сердечника статора, проволочных обмоток, основания двигателя и других конструктивных элементов, фиксирующих эти детали. Функция статора — генерировать переменный ток.

Принцип заключается в том, что статор и ротор генератора соединены подшипником и торцевой крышкой, так что ротор может вращаться в статоре и совершает движение режущей магнитной линии, создавая таким образом индукционный потенциал. , который выводится через вывод и включается в петлю, и генерируется ток.

Есть много форм генераторов, но их принцип работы основан на законе электромагнитной индукции и 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 с целью генерации электромагнитной энергии и достижения цели преобразования энергии.

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию с использованием принципа электромагнитной индукции силовой линии магнитного поля, индуцированной силовой линией магнитного поля для резки проволоки.Синхронный генератор состоит из статора и ротора. Статор — это якорь, вырабатывающий электричество, а ротор — это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки с равномерным разрядом, основания и торцевой крышки.

Ротор обычно представляет собой тип со скрытым полюсом, состоящий из обмотки возбуждения, железного сердечника и вала, защитного кольца, центрирующего кольца и т. Д. На обмотку возбуждения ротора подается постоянный ток, создавая магнитное поле, близкое к синусоидальному распределению (относящееся к полю ротора), эффективный поток поля которого пересекает статическую обмотку якоря.Когда ротор вращается, магнитное поле ротора вращается вместе с ним, с каждым оборотом магнитные линии последовательно отсекают каждую фазную обмотку статора, и в трехфазной обмотке статора индуцируется потенциал трехфазного переменного тока.

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.

Трехфазные обмотки статора генератора переменного тока вложены в пазы статора генератора в соответствии с определенным правилом и отличаются друг от друга электрическим углом 120 °. Когда обмотка возбуждения ротора подключена к источнику постоянного тока, кулачковый полюс ротора намагничивается к полюсу N и полюсу S. Силовая линия магнитного поля начинается от полюса N, входит в сердечник статора через небольшой воздушный зазор между ротором и статором и, наконец, возвращается к полюсу S через воздушный зазор.

Условия использования

(1) Полярность заземления батареи должна быть такой же, как и у заземления генератора. Следствием несоблюдения спецификации является повреждение диода из-за большой разрядки диода по току.

(2) Когда шесть диодов выпрямителя подключены к обмотке статора, категорически запрещается проверять изоляцию генератора с помощью мегомметра или источника переменного тока 220В.В противном случае диод легко сломается и повредится.

(3) После выключения двигателя ключ зажигания должен быть выключен. Если вовремя не погасить пламя, батарея продолжит разряжаться, что повлияет на магнитное поле и сократит срок службы батареи.

(4) При работающем генераторе переменного тока нельзя использовать метод огневого испытания для проверки того, вырабатывает ли он электричество. В противном случае легко повредить диод и электронные компоненты.

(5) Регулятор должен быть таким же, как и генератор переменного тока, в форме железа, иначе генератор не сможет выдавать выходное напряжение из-за отсутствия тока магнитного поля.И уровень напряжения у них должен быть одинаковым, иначе система зарядки не сможет работать должным образом.

(6) Если генератор не вырабатывает электричество или зарядный ток мал, неисправность следует устранять вовремя, а проводное соединение между генератором и аккумулятором должно быть надежным. В противном случае легко повредить диоды и электронные компоненты.

(7) Когда генератор установлен на двигателе, центр генератора с канавкой для шкива и центр двигателя с канавкой для шкива должны быть совмещены, а также должна быть установлена ​​соответствующая степень натяжения ремня треугольной формы.

8) При ранней установке клинового ремня с силой подденьте переднюю крышку генератора. В противном случае он раздавит элемент.

Синхронный генератор относится к генератору переменного тока (генератор переменного тока), а обмотка статора такая же, как у асинхронного генератора. Его скорость вращения ротора такая же, как у вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, поэтому он называется синхронным генератором . Из-за этого ток синхронного генератора опережает напряжение по фазе, то есть синхронный генератор является емкостной нагрузкой.По этой причине во многих случаях синхронные генераторы используются для улучшения коэффициента мощности системы электроснабжения.

Работа, характеристики, преимущества и недостатки

В 1832 году французским изобретателем Ипполитой Пиксии (1808-1835) были созданы генераторы переменного тока. Некоторые из компаний-производителей генераторов в Индии: Abrasive Engineers Private Limited в Дели, Accurion Scientific Instruments Private Limited в Бангалоре, Aditya Techno Private Limited в Нью-Дели, Agni Natural Energy India Private Limited в Бангалоре, Agragami Natures Electrical Generating System Private Limited в Бангалоре , Air Sensors Auto Electronics Private Limited в Нью-Дели, Ajanta Switchgerars Private Limited в Пуне, Alok Electricals Private Limited в Уттар-Прадеше, Ambica Elevator Private Limited в Гуджарате, Amico Engineers Private Limited в Калькутте, Ананд и Ко.Electronics Private Limited в Западной Бенгалии, Anand Technocrats Private Limited в Махараштре.

Что такое генератор?

Генератор переменного тока определяется как машина или генератор, который вырабатывает переменный ток (переменный ток) и преобразует механическую энергию в электрическую, поэтому его также называют генератором переменного тока или синхронным генератором. В зависимости от области применения и конструкции существуют разные типы генераторов. Генератор переменного тока морского типа, генератор автомобильного типа, генератор типа дизель-электрический локомотив, генератор переменного тока бесщеточного типа и генераторы переменного тока с радио — это типы генераторов переменного тока, основанные на применении.Типы генераторов с явным полюсом и с цилиндрическим ротором — это типы генераторов переменного тока, основанные на конструкции.

Генератор

Конструкция генератора

Основными компонентами генератора переменного тока или синхронного генератора являются ротор и статор. Основное различие между ротором и статором заключается в том, что ротор — это вращающаяся часть, а статор — это не вращающийся компонент, что означает, что это неподвижная часть. Двигатели обычно приводятся в действие ротором и статором.

генератор или синхронный генератор

Слово статора основано на неподвижном состоянии, а слово ротора основано на вращении.Конструкция статора генератора переменного тока аналогична конструкции статора асинхронного двигателя. Таким образом, конструкция асинхронного двигателя и конструкция синхронного двигателя одинаковы. Таким образом, статор является неподвижной частью ротора, а ротор — это компонент, который вращается внутри статора. Ротор расположен на валу статора, а серия электромагнитов, расположенных в цилиндре, заставляет ротор вращаться и создавать магнитное поле. Есть два типа роторов, они показаны на рисунке ниже.

типов роторов

Ротор с выступающими полюсами

Значение выступа — выступающий наружу, что означает, что полюса ротора выступают наружу из центра ротора. На роторе имеется обмотка возбуждения, и для этой обмотки возбуждения будет использоваться источник постоянного тока. Когда мы пропускаем ток через эту обмотку возбуждения, создаются полюса N и S. Выступающие роторы неуравновешены, поэтому скорость ограничена. Этот тип ротора используется на гидроэлектростанциях и дизельных электростанциях. Ротор с явнополюсным ротором используется для тихоходных машин со скоростью примерно 120-400 об / мин.

Цилиндрический ротор

Цилиндрический ротор также известен как невыступающий или круглый ротор, и этот ротор используется в высокоскоростных машинах с частотой вращения примерно 1500-3000 об / мин, и примером этого является тепловая электростанция. Этот ротор состоит из стального радиального цилиндра, имеющего ряд пазов, и в этих пазах размещается обмотка возбуждения, и эти обмотки возбуждения всегда подключаются последовательно. Преимущества: механическая надежность, равномерное распределение потока, высокая скорость работы и низкий уровень шума.

Двигатели переменного тока бывают разных форм и размеров, но у нас не может быть переменного тока без ротора и статора. Ротор изготовлен из чугуна, а статор — из кремнистой стали. Цена ротора и статора зависит от качества.

Принцип работы генератора переменного тока

Все генераторы переменного тока работают по принципу электромагнитной индукции. Согласно этому закону, для производства электричества нам нужны проводник, магнитное поле и механическая энергия. Каждая машина, которая вращается и воспроизводит переменный ток.Чтобы понять принцип работы генератора переменного тока, рассмотрим два противоположных магнитных полюса, северный и южный, и поток проходит между этими двумя магнитными полюсами. На рисунке (а) прямоугольная катушка расположена между северным и южным магнитными полюсами. Положение катушки таково, что катушка параллельна потоку, поэтому поток не режет и, следовательно, ток не индуцируется. Таким образом, форма волны, генерируемая в этой позиции, равна нулю градусов.

вращение прямоугольной катушки между двумя магнитными полюсами

Если прямоугольная катушка вращается по часовой стрелке на осях a и b, сторона проводника A и B проходит перед южным полюсом, а C и D встаньте перед северным полюсом, как показано на рисунке (b).Итак, теперь мы можем сказать, что движение проводника перпендикулярно силовым линиям от N к S полюсу, и проводник отсекает магнитный поток. В этом положении скорость отсечения магнитного потока проводником максимальна, потому что проводник и магнитный поток перпендикулярны друг другу, и поэтому в проводнике индуцируется ток, и этот ток будет в максимальном положении.

Проводник поворачивается еще раз на 90 0 по часовой стрелке, после чего прямоугольная катушка переходит в вертикальное положение.Теперь положение проводника и линии магнитного потока параллельно друг другу, как показано на рисунке (c). На этом рисунке проводник не режет магнитный поток и, следовательно, ток не индуцируется. В этом положении форма волны уменьшается до нуля, потому что поток не режется.

Во втором полупериоде проводник продолжает вращаться по часовой стрелке еще на 90 0 . Таким образом, здесь прямоугольная катушка переходит в горизонтальное положение таким образом, что проводники A и B проходят перед северным полюсом, а C и D проходят перед южным полюсом, как показано на рисунке (d).Опять же, ток будет течь через проводник, который в настоящее время индуцируется в проводнике A, а B — от точки B до A, а в проводнике C и D — от точки D до C, поэтому форма волны создается в противоположном направлении и достигает максимума. ценить. Затем направление тока обозначено буквами A, D, C и B, как показано на рисунке (d). Если прямоугольная катушка снова вращается на 90 0 , то катушка достигает того же положения, откуда начинается вращение. Следовательно, ток снова упадет до нуля.

В полном цикле ток в проводнике достигает максимума и уменьшается до нуля, а в обратном направлении провод достигает максимума и снова достигает нуля. Этот цикл повторяется снова и снова, из-за этого повторения цикла в проводнике будет постоянно индуцироваться ток.

форма волны одного полного цикла

Это процесс создания тока и ЭДС однофазной цепи. Теперь для получения 3-х фаз катушки устанавливаются со смещением 120 0 каждая.Таким образом, процесс производства тока такой же, как и в однофазном, но разница только в том, что смещение между тремя фазами составляет 120 0 . Это принцип работы генератора переменного тока.

Характеристики

Генератор имеет следующие характеристики:

  1. Выходной ток со скоростью генератора переменного тока: Выходной ток уменьшается или уменьшается при уменьшении или уменьшении скорости генератора.
  2. КПД со скоростью генератора переменного тока: КПД генератора переменного тока снижается, когда генератор работает на низкой скорости.
  3. Падение тока при увеличении температуры генератора: Когда температура генератора увеличивается, выходной ток будет уменьшаться или уменьшаться.

Применения

Генератор переменного тока применяется

  • Автомобили
  • Электрогенераторные установки
  • Морское применение
  • Дизель-электрические агрегаты
  • Радиочастотная передача

Преимущества

Преимущества Генератор

  • Дешевый
  • Малый вес
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Конструкция проста
  • Прочный
  • Более компактный

Недостатки

Недостатки генератора переменного тока

  • Генераторы переменного тока потребуются
  • Генераторы переменного тока перегрев при высоком токе

Таким образом, это все о генераторе переменного тока, который включает в себя конструкцию, работу, преимущества и области применения.Вот вам вопрос, какова мощность генератора в автомобилях?

Генератор | Инжиниринг | Фэндом

Генератор переменного тока — это электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую энергию переменного тока.

В большинстве генераторов переменного тока используется вращающееся магнитное поле. Иногда используются и другие геометрические формы — например, линейный генератор переменного тока для двигателей Стирлинга. В принципе, любой генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно это слово относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в движение автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания.

Генераторы переменного тока вырабатывают электричество по тому же принципу, что и генераторы постоянного тока, а именно, когда магнитное поле вокруг проводника изменяется, в проводнике индуцируется ток. В типичном современном генераторе переменного тока вращающийся магнит, называемый ротором, вращается внутри стационарного набора проводников, намотанных в катушках на железном сердечнике, называемом статором. Поле пересекает проводники, генерируя электрический ток, поскольку механический вход заставляет ротор вращаться.

Магнитное поле ротора может создаваться индукцией (в «бесщеточном» генераторе), постоянными магнитами (обычно в очень маленьких машинах) или обмоткой ротора, запитанной постоянным током через контактные кольца и щетки.В автомобильных генераторах переменного тока всегда используются щетки и контактные кольца, что позволяет управлять напряжением, генерируемым генератором, путем изменения тока в обмотке возбуждения ротора. Машины с постоянными магнитами позволяют избежать потерь из-за тока намагничивания в роторе, но имеют ограниченные размеры из-за стоимости материала магнита. Поскольку поле постоянного магнита постоянно, напряжение на клеммах напрямую зависит от скорости генератора. Бесщеточные генераторы переменного тока обычно являются более крупными машинами, чем те, что используются в автомобилях.

Генераторы переменного тока используются в автомобилях для зарядки аккумулятора и питания всех электрических систем автомобиля при работающем двигателе. Генераторы переменного тока имеют большое преимущество перед генераторами постоянного тока, поскольку в них не используется коммутатор, что делает их проще, легче и надежнее, чем генераторы постоянного тока. Более прочная конструкция генераторов позволяет им вращаться с большей скоростью, позволяя автомобильному генератору вращаться с удвоенной частотой вращения двигателя, улучшая выходную мощность, когда двигатель работает на холостом ходу. Доступность недорогих твердотельных диодов примерно с 1960 года позволила производителям автомобилей заменить генераторы постоянного тока генераторами переменного тока.В автомобильных генераторах переменного тока используется набор выпрямителей (диодный мост) для преобразования переменного тока в постоянный. Для обеспечения постоянного тока с низкой пульсацией автомобильные генераторы имеют трехфазную обмотку.

Более поздние автомобильные генераторы имеют встроенный регулятор напряжения. Типичные автомобильные генераторы генерируют поле с помощью постоянного тока через контактные кольца. Ток возбуждения намного меньше, чем выходной ток, снимаемый с неподвижных обмоток статора, поэтому контактные кольца повышенной прочности не требуются. Например, в генераторе переменного тока, рассчитанном на 70 ампер постоянного тока, ток возбуждения будет меньше 2 ампер.Стабилизатор напряжения работает путем модуляции небольшого тока возбуждения, чтобы обеспечить постоянное напряжение на выходе статора. Во многих старых моделях автомобилей обмотки возбуждения первоначально запитываются через выключатель зажигания и контрольную лампу заряда, поэтому индикатор светится, когда зажигание включено, но двигатель не работает. Когда двигатель работает и генератор вырабатывает, диод питает ток возбуждения от основного выхода генератора, тем самым выравнивая напряжение на сигнальной лампе, которая гаснет.Провод, по которому подается ток возбуждения, часто называют проводом «возбудителя».

Эта система проста и избавляет от необходимости использовать сверхмощный выключатель в выходной цепи главного генератора, который может выдерживать очень высокие токи — до 100 ампер (хотя типичные автомобили имеют генераторы переменного тока на 40–60 ампер). Одним из недостатков этой конструкции является то, что при выходе из строя сигнальной лампы или отсоединении провода «возбудителя» на обмотки возбуждения генератора не поступает ток поджига, и поэтому генератор не генерирует никакой энергии.Однако некоторые генераторы переменного тока самовозбуждаются, когда двигатель разгоняется до определенной скорости. Водитель может проверить наличие неисправной цепи возбудителя, убедившись, что сигнальная лампа горит при остановленном двигателе. Современные системы имеют более сложный электронный контроль и должны предупреждать водителя при возникновении таких проблем.

Современные автомобили неизменно имеют генератор переменного тока вместо генератора постоянного тока. Он имеет встроенную группу выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный. Этот блок становится более надежным, поскольку в нем отсутствуют коллектор и угольные щетки генераторов постоянного тока.

Очень большие автомобильные генераторы переменного тока, используемые на тяжелом оборудовании или автомобилях скорой помощи, могут вырабатывать 150 ампер. Очень старые автомобили с минимальным освещением и электронными устройствами могут иметь только генератор переменного тока на 30 ампер. Гибридные автомобили заменяют отдельные генератор и стартер на комбинированный двигатель / генератор, который выполняет обе функции, проворачивая двигатель внутреннего сгорания при запуске, обеспечивая дополнительную механическую мощность для ускорения и заряжая большую аккумуляторную батарею, когда транспортное средство движется с постоянной скоростью.Эти вращающиеся машины имеют значительно более мощные электронные устройства для управления, чем простой автомобильный генератор переменного тока, описанный выше.

В 1891 году Фредерик Томас Траутон прочитал лекцию, в которой утверждалось, что если электрический генератор переменного тока будет работать на достаточно большой скорости, он будет генерировать беспроводную энергию [1]. Шаблон Николы Теслы: патент США « Метод эксплуатации дуговых ламп » (10 марта 1891 г.) описывает генератор переменного тока, который вырабатывает высокочастотный ток в течение этого периода времени, около 10 000 циклов в секунду (позже будет известен как герц. ).Его запатентованное нововведение заключалось в подавлении неприятного звука гармоник промышленной частоты, производимого дуговыми лампами, работающими на частотах в диапазоне человеческого слуха. Производимая частота находилась в длинноволновом диапазоне радиовещания (VLF-диапазон).

В 1904 году Реджинальд Фессенден заключил контракт с General Electric на генератор переменного тока, который генерировал частоту 100 000 Гц для радио « непрерывный ». Э. Ф. У. Александерсон разработал генератор переменного тока Alexanderson, который вырабатывал такие переменные токи в General Electric.Генератор Alexanderson широко использовался береговыми станциями для длинноволновой радиосвязи, но был слишком большим и тяжелым, чтобы его можно было установить на большинстве кораблей. Позже Александерсон получит патент США в 1911 году на свое устройство. Генератор Alexanderson был первой формой радиопередатчика, который был модулирован для передачи звука человеческого голоса. Как и высокочастотный генератор Теслы, генератор Alexanderson использовал принцип периодического изменения магнитной проницаемости цепи поля. стр. 17

  • Уайт, Томас Х., «Разработка преобразователя-генератора (1891-1920) «. EarlyRadioHistory.us.
  • Другие статьи
    • « Генераторы «. Интегрированная публикация (TPub.com).
    • « Деревянный низкооборотный генератор «. ForceField, Форт-Коллинз, Колорадо, США.
    • Манн, Х., « Однофазный генератор переменного тока «. Электромеханические системы, DynLAB — Курс моделирования и моделирования.
    • « Общие сведения о трехфазных генераторах переменного тока «. WindStuffNow.
    • Автор неизвестен, « Секреты генератора «. дата неизвестна.
    • « Генератор, дуга и искра. Первые беспроводные передатчики «. Домашняя страница G0UTY.
    • Игл, Натан, « Использование генератора переменного тока в проектах по возобновляемым источникам энергии ». Бенджамин Олдинг, Лето, 2000.
    • Тесла, Никола, « Высокочастотный генератор Юинга и паровой двигатель Парсона «.12-17-1892. (Пепе Тесла Пейдж, ДОК)
    • Демонстрация первой практической системы переменного тока с трансформаторами (Уильям Стэнли)
    • Пример фонаря с питанием от линейного генератора.

    Принцип работы генератора

    Генератор переменного тока — это электрическое устройство, преобразующее механическую энергию в переменную электрическую энергию. Их также называют синхронными генераторами. Принцип работы генератора переменного тока В соответствии с Законом Фарадея электромагнитной индукции, т.е.м.ф. наведенный в шпагате, определяется скоростью изменения потокосцепления катушки.

    Принцип работы генератора:

    Генераторы переменного тока (как их обычно называют) руководствуются теми же основными принципами электромагнитной индукции, что и генераторы постоянного тока. скорость, с которой вращается катушка или магнитное поле.

    принцип работы генератора

    рабочий:

    Рассмотрим прямоугольную катушку, имеющую N витков и вращающуюся в аналогичном магнитном поле с угловой скоростью w радиан / секунду.Максимальный поток Ø м соединяется с катушкой, когда ее плоскость совмещена с осью X. За время t секунд эта катушка вращается на угол q = wt. В этом альтернативном положении элемент магнитного потока, который перпендикулярен плоскости катушки, имеет Ø = Ø м cos wt. Следовательно, анализ потокосцепления в любое время составляет NØ = NØ м cos wt.

    Соответственно, законы электромагнитной индукции Фарадея, э.д.с. наведенный в шпагате, определяется скоростью изменения потокосцепления катушки.Поскольку значение созданной Э.д.с. это

    e = — d (NØ) / dt вольт

    = — Nd (Ø м cos wt) / dt вольт

    = — NØ м Вт (-в массе) В

    = wNØ м sin wt Вольт

    = w NØ м sin q вольт ———————– (i)

    Когда катушка повернута на 90º i.е. когда q = 90º, тогда sin q = 1, так как e имеет максимальное значение, скажем E m . из уравнения (i) получаем

    E м = wNØ м

    = w NB m A = 2pfNB m A вольт

    , где B м = максимальная плотность потока в Вт / м 2 .

    A = Площадь змеевика в м 2 .

    f = частота вращения катушки в об / сек.

    Подставляя это значение E m в уравнение (i), мы получаем

    e = E m sin q = E m sin wt

    Аналогичным образом индуцированный переменный ток равен

    i = I m sin wt

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Краткое описание

    Название изделия

    Принцип работы генератора переменного тока

    Описание

    Генератор переменного тока — это электрический аппарат, преобразующий механическую энергию в переменную электрическую энергию. Принцип работы генератора соответственно, законы электромагнитной индукции Фарадея, э.д.с. наведен в шпагат ,,

    Автор

    Хабиб

    Имя издателя

    Хабиб

    Логотип издателя

    Генератор

    : полное руководство — MZW Motor

    Говоря о двигателе транспортного средства и различных электрических аксессуарах, генератору всегда есть чем заняться.Почему это так? Генератор прямо или косвенно влияет на работу различных систем в автомобиле. При отсутствии генератора аккумулятор не заряжался. У двигателя возникнут проблемы с запуском, и электрическая система автомобиля сломается.

    Генератор стал стандартным автомобильным компонентом много десятилетий назад. Конечно, за годы он претерпел множество преобразований. Сегодня этот компонент намного эффективнее и мощнее. Вы также найдете его в каждом автомобиле, который использует двигатель внутреннего сгорания, где он работает с электрическими частями и системами.

    В этом полном руководстве по генератору переменного тока мы даем вам все, что нужно знать об генераторе переменного тока — от того, как он работает, деталей, из которых он изготовлен, различных типов генераторов переменного тока до признаков неисправности. Вы также узнаете, как проверить генератор на наличие проблем, а также получите помощь для восстановления работы генератора в случае отказа, информацию о том, как его отремонтировать или заменить.

    Глава 1

    Определение и функция автомобильного генератора

    Глава 2

    Детали / компоненты генератора

    Глава 3

    Типы генераторов

    Глава 4

    Признаки неисправности генератора

    Глава 5

    Поиск и устранение неисправностей / Диагностика генератора

    Глава 7

    Ремонт генератора

    Глава 6

    Замена генератора

    Глава 1

    Определение и функция автомобильного генератора

    Что такое генератор в автомобиле? Это компонент, который вырабатывает электричество в результате движения коленчатого вала.Генератор обычно прикручивается к блоку двигателя одним концом болтами. Система шкива и ремня соединяет его с коленчатым валом, откуда он получает механическую энергию для вращения.

    Автомобильный генератор можно узнать по внешнему виду. Он размером примерно со средний кокосовый орех и обычно имеет алюминиевый корпус. На передней и задней части генератора есть вентиляционные отверстия, которые помогают его охлаждать. В передней части генератора вал выступает и прикрепляется к шкиву. Затем шкив обматывается ремнем.Сбоку расположены клеммы для различных цепей.

    Источник: http://mechanics.stackexchange.com

    Функция генератора

    Для чего нужен автомобильный генератор? Функция генератора аналогична функции обычного генератора: преобразовывать механическую энергию в электричество. Вырабатываемая им электрическая энергия питает некоторые аксессуары в автомобиле. К ним относятся фары (как внутренние, так и внешние), обогреватель, приборная панель, дворники, автомобильное радио и многое другое.

    Помимо питания электрических систем автомобиля, генератор переменного тока заряжает аккумулятор, чтобы он всегда был готов к своей работе. Вот почему аккумулятор запускает двигатель каждый раз, когда он вам нужен, и поэтому вам никогда не нужно заряжать его вне автомобиля. Кажется, что у транспортного средства есть бесконечный запас электроэнергии.

    Генератор вырабатывает электричество только при работающем двигателе вашего автомобиля. Он дополняет батарею в то время, и не зря. Сама по себе батарея может питать электрические системы только в течение ограниченного периода времени.А если бы он сделал это без генератора, он бы полностью разрядился и пришел в негодность.

    Принцип работы генератора

    Давайте теперь посмотрим на работу автомобильного генератора переменного тока — как он работает для выработки столь необходимой электроэнергии в автомобиле. Также, почему компонент отличается от обычного генератора.

    Генератор в вашем автомобиле в основном состоит из статора и ротора. Проще говоря, статор — это неподвижная часть генератора переменного тока, состоящая из трех различных проволочных катушек.Ротор — это вращающаяся часть. Он также имеет провода катушки, но которые включают магнитный сердечник. Это то, что происходит в автомобильном генераторе переменного тока, что приводит к выработке электроэнергии.

    • Когда двигатель запускается, он вращает коленчатый вал.
    • Коленчатый вал вращает шкив, к которому прикреплен приводной ремень. Ремень вращает несколько шкивов, среди них тот, который работает с генератором
    • Когда шкив генератора вращается, это вызывает быстрое вращение ротора
    • Ротор состоит из обмоток катушки вокруг магнитного сердечника.Когда генератор работает, постоянный ток от батареи течет через провода катушки, чтобы создать вокруг него магнитный поток
    • Когда ротор вращается, магнитный поток разрезает катушки статора и за счет электромагнитной индукции вызывает протекание тока в статоре обмотки. Сила тока зависит от скорости вращения и может контролироваться, как мы увидим позже.
    • Этот ток является переменным, и его необходимо выпрямить, прежде чем его можно будет использовать для питания различных компонентов автомобиля или грузовика
    • Выпрямительная схема, состоящая из диодов и других частей, работает для преобразования переменного тока в постоянный или постоянный ток
    • Схема направляет электрическую мощность генератора переменного тока на батарею для ее зарядки, а другая — на различные электрические системы
    • Компоненты и системы, которые нужно, чтобы электричество ожило, или сделайте это при их включении.Аккумулятор также заряжается, и его электрическая энергия восстанавливается. Энергия аккумулятора сохраняется для запуска двигателя в следующий раз и для удовлетворения различных потребностей в электроэнергии, когда генератор не работает.

    Источник: http://www.vwdieselparts.com

    История генератора

    Принцип генератора переменного тока был открыт еще в 1830-х годах. Несколько десятилетий спустя, в 1891 году, было первое промышленное применение генератора переменного тока. Технологии быстро развивались, и к 1960 году стало стандартной практикой строить автомобили с генератором переменного тока.

    До этого в автомобилях использовались генераторы для питания различных электрических частей. Но они не были мощными или эффективными, когда дело доходило до получения желаемого тока и напряжения. По мере развития технологий в электрические системы автомобилей добавлялось больше аксессуаров. С увеличением потребности в электроэнергии возникла потребность в энергоблоке другого типа.

    В кратчайшие сроки производители начали использовать генераторы вместо генераторов для питания различных электрических компонентов и цепей транспортных средств.Они были способны производить более высокие напряжения и токи на более низких скоростях.

    Генераторы используются по сей день. Каждый современный автомобиль оснащен генератором переменного тока. Что только продолжает улучшаться, так это дизайн, материалы, различные детали генератора и другие аспекты устройства. Принцип работы не изменился.

    Автомобильный генератор переменного тока состоит из множества различных частей, которые работают вместе, чтобы устройство выполняло свои функции.Когда каждый компонент генератора работает правильно. и при оптимальном уровне батарея заряжается полностью. Различные электрические системы также будут работать без сбоев. В следующей главе мы рассмотрим эти части генератора, которые позволяют ему работать.

    Глава 2

    Детали и компоненты генератора

    Генератор прошел долгий путь. С тех пор, как в 1960-х он стал обычным автомобильным компонентом, многое было сделано для его улучшения.Автомобильный генератор несколько десятилетий назад был простым устройством, но современный — это сложное оборудование. Он состоит из нескольких частей, каждая из которых служит определенной цели.

    Детали и функции генератора

    1. Статор

    Источник: http://www.carcabin.com/-alternator-stator

    Это неподвижная часть генератора, которая окружает вращающийся ротор. Статор имеет круглую конструкцию и обычно состоит из трех различных проволочных катушек, намотанных на сердечник.Сам сердечник состоит из деталей из железа или стали. Они увеличивают магнитный эффект, необходимый для индукции электрического тока. Катушки статора вырабатывают так называемое трехфазное питание. Как мы вскоре увидим, этот дизайн имеет свои преимущества.

    Статор заменяет механическое движение ротора на электричество. Когда намагниченная катушка ротора вращается, она создает ток в обмотках статора за счет электромагнетизма. Благодаря конструкции генератора ток, который он производит, меняет направление много раз за одну секунду.Перед подачей в различные цепи автомобиля его необходимо исправить.

    2. Выпрямитель

    Источник: www.Irseries.com

    Выпрямитель, подключенный к статору, состоит из ряда диодов. Диоды расположены таким образом, что пропускают ток только в одном направлении. Работа выпрямителя заключается в преобразовании переменного тока, производимого генератором переменного тока, в постоянный ток. Как мы видели ранее, одна из функций генератора переменного тока — заряжать аккумулятор.Этого не может случиться с переменным током, который меняет направление каждый раз, и причиной выпрямителя.

    Многие другие электрические части транспортного средства также не могут использовать переменный ток. Кроме того, AC представляет опасность для безопасности. Таким образом, выпрямитель является одной из самых важных частей сборки генератора. Его наличие служит больше, чем корректировка направления тока. В трехфазном генераторе переменного тока 6 диодов работают вместе для выпрямления тока.

    3.Ротор

    Источник: http://www.deer-online.com

    В отличие от статора, узел ротора генератора содержит несколько компонентов. Он состоит из магнитопровода, намотанных на него проводов, контактных колец, концевых подшипников и щеток. Ротор — это вращающаяся часть генератора. Он приводится в движение шкивом, который прикреплен к нему и вращается при работающем двигателе. Компоненты на валу ротора включают:

    • Охлаждающий вентилятор — в старых автомобилях охлаждающий вентилятор располагался снаружи генератора на валу ротора.Как видно из названия, вентилятор предотвращает перегрев генератора переменного тока, что может случиться, если вы долгое время ехали без остановки.
    • Щетки — щетки генератора сделаны из угля и служат для передачи тока на катушки ротора. Щетки генератора натянуты специальными пружинами для обеспечения стабильного контакта с контактными кольцами.
    • Контактные кольца — контактные кольца представляют собой круглые кусочки меди на коленчатом валу. Как и угольные щетки, они пропускают ток к обмоткам катушки ротора.Концы катушки прикрепляем к кольцам.
    • Концевые подшипники — они поддерживают вал ротора и позволяют ему свободно перемещаться. Они имеют решающее значение для нормальной работы ротора и, следовательно, всего агрегата.
    4. Регулятор напряжения

    Источник: http://www.autoelectricsupplies.co.uk

    Регулятор генератора регулирует выходное напряжение. Это достигается за счет изменения тока, протекающего от батареи к обмоткам ротора. Когда выходное напряжение уменьшается, он обеспечивает большее количество тока и восстанавливает выход.Когда напряжение генератора увеличивается, происходит обратное.

    Таким образом, регулятор обеспечивает стабильный уровень напряжения. Аккумулятор остается защищенным от перегрузок или неправильной зарядки, а срок его службы увеличивается. Другие электрические цепи также защищены от более высоких уровней напряжения, которые могут привести к повреждению. В старых моделях автомобилей регулятор установлен на крыле. В новых моделях это внутренний компонент генератора. Некоторые используют компьютерную систему автомобиля для обеспечения правильной выходной мощности на клеммах генератора.

    5. Шкив

    Источник: http://jrpdistribution.co.uk

    Шкив расположен на внешней части генератора, но соединен с валом ротора. Система приводного ремня проходит вокруг него, обеспечивая коленчатому валу средство для вращения ротора генератора. Пока шкив вращается, в обмотках статора вырабатывается электроэнергия. У старых автомобилей есть простой ремень, который шел от генератора до шкивов коленчатого вала. Современные имеют змеевик или приводной ремень.

    6. Корпус

    Источник: http://store.alternatorparts.com

    Перечень деталей генератора не может быть полным без упоминания корпуса. Это корпус, в котором заключены внутренние компоненты. Обычно он изготавливается из алюминия, чтобы сделать генератор легким и устойчивым к ржавчине. Корпус обычно вентилируется для увеличения потока воздуха и облегчения охлаждения. Это потому, что тепло выделяется из-за звука ротора на высоких скоростях.

    Прочие части, которые каким-то образом связаны с генератором, но не включают в себя следующие части напрямую.

    • Ремень генератора — он проходит вокруг шкива генератора до самого ремня, прикрепленного к коленчатому валу. Он приводит в действие генератор всякий раз, когда работает двигатель.
    • Кронштейны — они позволяют установить генератор на блок двигателя. Есть жесткий кронштейн и тип, допускающий регулировку. Регулируемый кронштейн позволяет натягивать шкивный ремень. Он используется в автомобилях без натяжителя ремня.
    • Натяжитель ремня — он является частью монтажных кронштейнов генератора.Вы используете его, чтобы натянуть приводной ремень до необходимого уровня натяжения.
    • Соединения генератора — они позволяют току электричества либо уходить, либо проходить в генератор. Есть провода от аккумулятора к генератору переменного тока и другие провода, которые подают ток от генератора в нужные места.

    Теперь, когда мы рассмотрели детали и принцип работы генератора переменного тока, давайте посмотрим на типы генераторов переменного тока: тема следующей главы.

    Глава 3

    Типы генераторов

    Как правило, генераторы различаются по конструкции, способу работы и другим аспектам.Однако автомобильные генераторы не имеют особых различий и почти одинаковы для разных марок. Помимо автомобильной промышленности, это оборудование можно найти в различных областях применения.

    Электростанции, например, используют генераторы высокой мощности для производства электроэнергии. В различных отраслях промышленности также используются генераторы переменного тока для различных процессов. Из-за различного использования генераторы различаются в зависимости от области применения. Различия проявляются в конструкции, рабочем действии, размере и так далее.В этой главе мы рассмотрим различные типы генераторов переменного тока, включая те, которые не используются в автомобилях.

    Классификация генераторов

    Генераторы переменного тока

    бывают разных типов, но их можно сгруппировать по многим параметрам. К ним относятся:

    1. Согласно заявке

    Источник: http://www.nationsstarteralternator.com

    • Автомобильные генераторы переменного тока — они встречаются в современных автомобилях, в основном в тех, которые используют двигатели внутреннего сгорания.Это компактные элементы оборудования, которые обеспечивают постоянное питание электрических систем транспортного средства.
    • Судовые генераторы переменного тока — см. Генераторы для судового применения. У них есть характеристики, соответствующие окружающей среде, например, части, которые могут выдерживать соленые условия. Они предназначены для производства от 12 до 24 В в зависимости от требований к питанию.
    • Генераторы для дизель-электрических локомотивов — Используются в тепловозах с дизель-электрической трансмиссией для снабжения тяговых двигателей электроэнергией. это не требует внешнего тока возбуждения.Узел возбудителя устанавливается на валу ротора. Эти генераторы не требуют особого обслуживания, так как количество изнашиваемых деталей значительно сокращается.
    2. Согласно проекту
    • Явный полюс — Генератор переменного тока этого типа имеет магнитный полюс, который выступает из поверхности ротора. Эти генераторы работают на низких скоростях в диапазоне от 150 до 600 об / мин. Поэтому они в основном имеют гидравлический привод.
    • Цилиндрический ротор — в этом роторе не используется выступающая поверхность.Вместо этого ротор длинный и маленький в диаметре, с четырьмя полюсами и выше. Воздушные зазоры равномерные. Генератор переменного тока с цилиндрическим ротором представляет собой высокоскоростной энергогенерирующий агрегат. Он работает со скоростью от 1500 до 300 об / мин.
    3. Согласно принципу работы
    • Вращающийся якорь — предназначен для вращения якоря в постоянном магнитном потоке.
    • Вращающееся поле — Якорь остается неподвижным, пока магнитное поле вращается. Выходная мощность может применяться непосредственно к нагрузке, контактные кольца или щетки не нужны
    4.По выходной мощности
    • Однофазный — Обмотки статора в этом типе генератора переменного тока расположены последовательно, образуя однопроводную цепь катушки
    • Двухфазный — Катушка статора в этом генераторе переменного тока состоит из двух или более отдельных однофазных обмоток
    • Три -Фаза- Лестница состоит из трех однофазных катушек. Это стандартная конструкция автомобильного генератора переменного тока
    5. В соответствии со скоростью вращения

    Источник: http: //www.newegg.com

    • Turbo — Они подключены к турбинам и представляют собой высокоскоростные генераторы переменного тока, вырабатывающие огромное количество энергии. Генераторы с турбонаддувом часто работают при 3000 об / мин и выше. Роторы турбогенераторов в основном цилиндрические.
    • Low-Speed ​​- Работают на низких скоростях менее 1000 об / мин, в отличие от турбогенераторов. Низкоскоростные генераторы в основном имеют гидравлический привод.

    Генератор и генератор: в чем разница?

    Генератор против.Генератор

    Это видео на Youtube объясняет разницу между генератором и генератором переменного тока

    Генератор отличается от обычного генератора во многих отношениях.

    Во-первых, генератор вырабатывает постоянный ток, а генератор переменного тока — переменный. Во-вторых, в генераторах есть вращающийся якорь внутри стационарного магнитного поля. Генератор переменного тока, с другой стороны, в основном использует вращающееся магнитное поле внутри неподвижного кольца обмоток катушки.

    Еще одно различие между генератором и генератором заключается в величине тока, производимого каждым из них. Ток на клеммах генератора обычно намного выше. В генераторах в основном используется одна катушка с проводом, а в генераторе — три разные катушки. Трехфазная конструкция дает в три раза больше электроэнергии.

    КПД генератора также выше. Он обеспечивает более высокие уровни напряжения и тока при более низких оборотах ротора. Что касается размера, генератор обычно более компактный по сравнению с генератором такой же конструкции и номинальной мощности.Генераторы также легче, что делает их пригодными в большинстве ситуаций. Кроме того, они дешевле и, следовательно, экономически выгодны для приобретения.

    Автомобильный генератор переменного тока

    По причинам, описанным выше относительно различий между генераторами переменного тока, очевидно, что генератор имеет больше преимуществ. Он производит более высокие напряжения при более низких скоростях и большем токе. Генераторы также могут быть небольшими по размеру, сохраняя при этом эффективность и мощность.По этим причинам это устройство было предпочтительным энергоблоком в автомобилях.

    Если ваш автомобиль или грузовик не был произведен до 1960-х годов, у него под капотом будет генератор переменного тока. Эти генераторы электроэнергии эффективны и высокопроизводительны. Но у них есть продолжительность жизни. В конечном итоге у них возникают проблемы, и вам, возможно, придется их заменить. Посмотрим на это в следующей главе.

    Глава 4

    Признаки неисправности генератора

    Генератор — один из ключевых компонентов автомобиля.Это помогает питать электрические системы и поддерживать готовность батареи к временным потребностям в электроэнергии. Но потом, детали сборки генератора, которые крутятся. Они изнашиваются каждый раз, когда вы включаете двигатель.

    В конце концов, наступает момент, когда износ настолько серьезен, что работа генератора становится затрудненной. Когда это происходит, начинают проявляться симптомы. Признаки проблем с генератором часто начинаются с небольших предупреждений, которые со временем усиливаются. В конечном итоге генератор может даже перестать работать.

    Помимо движущихся компонентов, есть электрические цепи генератора, которые могут выйти из строя. Это обычная проблема выпрямителя и регулятора. Если не устранить проблемы со схемой, это может привести к отказу всего энергоблока. Своевременное принятие мер может помочь предотвратить отказ генератора и значительно сэкономить на затратах на замену. Поэтому всегда ищите эти знаки.

    1. Контрольная лампа приборной панели

    Источник: http: //www.motoringresearch.com

    У большинства автомобилей есть индикатор на приборной панели, указывающий на различные проблемы. Световые иконки различаются от марки автомобиля к машине. В одних это может быть значок батареи, в других — GEN или ALT. В старых моделях признаком неисправности генератора обычно является GEN. Это означает генератор — название, под которым генератор переменного тока был известен в прошлые годы.

    Из-за чего может загореться сигнальная лампа приборной панели? Генератор поддерживает напряжение от 23 до 14 В. В случае неисправности напряжение может либо превышать более высокое значение, либо опускаться ниже нижнего.Компьютерная система транспортного средства определяет несоответствие, в результате чего загорается предупреждающий знак на приборной панели.

    2. необычный шум генератора

    Странные шумы под капотом могут указывать на различные проблемы. Один из них — плохой генератор. Если шум исходит от генератора переменного тока, следует подозревать несколько возможных сценариев. Проблема может заключаться в износе подшипников, особенно если шум напоминает шум от шлифования металлических деталей. Визжащий звук может быть признаком обрыва ремня генератора.Изношенная втулка также может стать причиной плохого звука генератора.

    3. остановка двигателя

    В современном автомобиле карбюратор заменяет система впрыска топлива. Для оптимальной работы системе прямого впрыска требуется достаточное количество электроэнергии. Неисправный генератор приведет к уменьшению подачи электроэнергии, и результаты будут ощущаться на двигателе. Иногда автомобиль может даже не заводиться. Вы можете услышать нормальный лязг и звуки реле при включении ключа зажигания, но сразу после этого тихо.

    4.Проблемы с фарами

    Источник: http://www.vwdieselparts.com

    Генератор подает питание на фары. Когда он выходит из строя, мощность, которую он посылает в электрическую систему, будет нестабильной. В этом случае свет будет тускнеть, мигать или становиться слишком ярким. Часто фары начинают тускнеть, что становится ярче, когда двигатель (и генератор) набирает обороты. Если это произойдет, вероятно, у вас плохой генератор. Проблема может быть в регуляторе, который неисправен и не может исправить выходную мощность генератора.

    5.Электрические проблемы и медленные аксессуары

    Электроэнергия для многих деталей и аксессуаров автомобилей зависит от генератора: дворники, обогреватель заднего стекла, сиденья с электроприводом, окна, радио и другие. Если какой-либо из них начинает работать медленно, скорее всего, проблема в генераторе, который не вырабатывает необходимое напряжение. В некоторых случаях один или несколько аксессуаров будут работать нормально, но выйдут из строя при включении другого. Это сигнализирует о низкой мощности и отказе генератора.

    6.Мертвый аккумулятор

    Когда генератор изношен, он не заряжает аккумулятор до полной емкости. Однако аккумулятор все еще должен производить энергию. Это оставляет его полностью разряженным. Поскольку для восстановления заряда батареи происходит небольшая зарядка или она отсутствует, она достигает точки, когда перестает работать. Одним из первых признаков этого является отказ двигателя от запуска двигателя. Затем вам может потребоваться заменить генератор и аккумулятор.

    7. запах горящей резины

    Источник: http://www.vwdieselparts.com

    Вы заметите это, когда шкивный ремень чрезмерно нагревается и издает запах. Это часто указывает на неправильно установленный ремень, который создает слишком большое трение. Это также может быть приводной ремень, движение которого так или иначе затруднено. Хотя не каждый запах является признаком неисправного генератора переменного тока, это сигнал, который нельзя игнорировать.

    Вопросы и ответы о неисправности генератора

    • Что вызывает отказ генератора переменного тока?

    Неисправный генератор может иметь множество причин.Одна из них — это изношенные детали, влияющие на нормальную работу агрегата. Когда нарушается вращение ротора генератора, многие вещи могут пойти не так.

    Приводной ремень, который не вращает ротор генератора, также может вызвать его выход из строя. Это может быть ослабленный ремень, который соскальзывает, или ремень, неправильно вставленный в канавку шкива. Симптомы проскальзывания ремня генератора включают странные звуки под капотом. А в худшем случае — генератор, который вообще не питает электрические системы автомобиля.

    • Можно ли управлять автомобилем с неисправным генератором переменного тока?

    Да, вы могли бы, но только до тех пор, пока аккумулятор может питать все электрические системы вашего автомобиля. Поскольку аккумулятор может работать только в течение короткого времени, было бы не лучшим решением водить машину, когда ваш генератор неисправен. Риски, связанные с вождением с плохим генератором, включают остановку автомобиля в глуши.

    Неисправный генератор против. Плохая батарея

    И генератор, и аккумулятор работают рука об руку.Генератор поддерживает работу аккумулятора и аккумуляторную батарею, когда генератор не вырабатывает мощность. Если один из них выходит из строя, страдают электрические системы автомобиля. Двигатель может не запуститься, что будет означать, что генератор не будет работать.

    Как отличить того, что не удалось? Первым шагом будет наблюдение за симптомами. Если генератор старый и издает странные звуки, это может быть проблема, а не аккумулятор. Тот же случай, если ремень привода оборван или ослаблен и не крутит шкив генератора.Что касается аккумулятора, у вас будет причина подозревать его выход из строя, если машина не заводится. Но тогда у проблемы со статором могли быть и другие причины.

    Итак, как узнать, вышел ли из строя генератор? Или какие тесты проводят механики, если вы отвозите им свою машину в ремонт генератора? Это тема следующей главы.

    Глава 5

    Поиск и устранение неисправностей / Диагностика генератора

    Признаки неисправного генератора указывают на то, что с устройством что-то не так.Однако вы можете не знать, какая часть вышла из строя. В таком случае необходимо выполнить тесты для определения проблемы. Поиск и устранение неисправностей генератора позволяет не только точно определить проблему, но и определить степень повреждения. В этой главе мы обсудим способ или способы сделать это. Давайте начнем с того, что посмотрим, как проверить работу и работу генератора на наличие проблем.

    Как проверить автомобильный генератор переменного тока на выходное напряжение

    Для этого теста вам понадобится вольтметр.Этот инструмент измеряет напряжение. Вы можете использовать мультиметр, если это единственный доступный инструмент. Он также считывает уровни напряжения среди других измерений

    Примечание. Никогда не отсоединяйте черный кабель аккумулятора в течение всего процесса тестирования. Современные автомобили используют компьютерную систему для управления напряжением генератора. Отсоединение отрицательного кабеля приведет к удалению аккумуляторного буфера и отправке сигнала о потере напряжения. Это заставило бы автомобильный компьютер среагировать, многократно увеличив напряжение генератора, мгновенно повредив электрические системы.В старых автомобилях это может не быть проблемой.

    Источник: http://www.motoringresearch.com

    Процедура тестирования
    • Сначала вам нужно подготовить вольтметр. Если он долго не использовался, возможно, разрядились батареи. Замени их. Затем поверните ручку, пока она не укажет на положение постоянного тока. Убедитесь, что показание на дисплее составляет 0,000 вольт. Если вы используете мультиметр, установите его на 20 В постоянного тока.
    • Для выполнения этого теста вам понадобится работающий генератор.Это, в свою очередь, требует, чтобы аккумулятор был в хорошем состоянии. Поэтому начните с проверки аккумулятора, чтобы убедиться, что он не поврежден.
    • Чтобы проверить аккумулятор, выключите двигатель автомобиля и откройте капот.
    • Подключите красный провод вольтметра к положительной клемме аккумулятора, а черный — к отрицательный терминал.
    • Если аккумулятор показывает 12,2 В или более, его состояние достаточно хорошее, и вы можете использовать его для проверки генератора. Если напряжение аккумулятора ниже этого, найдите другой.Вы также можете проверить генератор с помощью других средств.

    Теперь о процессе тестирования генератора

    • Запустите двигатель и доведите его до 2000 об / мин. Это запустит генератор и раскрутит его до высокой скорости.
    • Убедитесь, что змеевик, приводящий в движение генератор, достаточно натянут и не изношен.
    • При работающем двигателе повторно протестируйте аккумулятор. Напряжение теперь должно составлять от 13 до 14,5 В при различных оборотах в минуту. Если напряжение не колеблется между этими двумя значениями и остается постоянным, переменное напряжение работает неправильно.Также, если он упадет ниже этого значения.
    • Повторите тест с некоторыми электрическими аксессуарами, такими как радио. Если напряжение превышает 13 В, генератор работает нормально и заряжает аккумулятор должным образом.

    Это идея испытаний батареи и генератора:

    Проверка батареи поможет вам определить, в хорошем ли она состоянии. Если это не так, вы не сможете получить правильные результаты при поиске неисправностей в генераторе.

    Проверка генератора на выходное напряжение помогает определить, выдает ли он мощность.Когда генератор работает правильно, он должен заряжать аккумулятор автоматически. Можно подобрать это как повышение напряжения на клеммах аккумулятора.

    Когда вы включаете автомобильные аксессуары, использующие электричество, вы подвергаете генератор переменного тока нагрузке. Он должен отреагировать увеличением количества вырабатываемой мощности, которая снова будет считываться на клеммах батареи как повышенное напряжение.

    Если напряжение остается постоянным даже при работающем двигателе, это означает, что генератор вырабатывает небольшую мощность или не производит ее вообще.И если он падает, когда вы увеличили потребность в электроэнергии, включив аксессуар, это означает, что генератор слабый или неисправна цепь регулятора.

    Источник: http://forums.sailinganarchy.com

    Диоды генератора изменяют переменный ток на постоянный. Когда они неисправны, генератор пропускает переменное напряжение в разные цепи. Это приводит к повреждению различных аксессуаров. Батарея также может быть повреждена раньше срока и может вызвать множество других проблем.

    Для проверки диодов установите двигатель на скорость более 1200 об / мин и установите вольтметр для измерения переменного напряжения.На дисплее должно отображаться 0 вольт. Если есть утечка переменного тока, вы поймете это по показаниям вольтметра.

    Другие способы диагностики проблем генератора

    Помимо вольтметра или мультиметра, существуют и другие методы определения правильности работы генератора. В их числе:

    • Прослушивание необычных звуков

    Включите двигатель, чтобы заработал генератор. Пока двигатель работает, используйте резиновую трубку, чтобы прислушаться к любому шуму, который может исходить от генератора.Проблема с подшипниками часто проявляется в виде скрежета. Если это визг, возможно, у вас ослаблен ремень.

    Включите несколько аксессуаров по одному. Если генератор выходит из строя, шум будет увеличиваться с каждым дополнительным аксессуаром, который вы включаете. Жужжащее радио указывает на то, что генератор переменного тока не работает должным образом, что приводит к утечке напряжения в системе.

    • Использование манометра генератора

    Если в вашем автомобиле есть датчик напряжения или амперметр, вы можете использовать его для поиска и устранения неисправностей генератора.Разгоните двигатель до 2000 ПЗУ. Включите некоторые автомобильные аксессуары, которые питаются от генератора. Проверьте манометр на показания вольт. Если вы заметили снижение напряжения или силы тока, генератор не работает должным образом. Если есть увеличение, даже когда аксессуары создают нагрузку на генератор, то с этим проблем нет.

    Изношенный или потрескавшийся ремень обычно является причиной того, что генератор не выдает требуемую мощность. Также может быть, что ремень недостаточно тугой.Ослабленный приводной ремень не будет вращать шкив должным образом. Проверьте натяжитель ремня, который часто является причиной этой проблемы с генератором. Его пружина могла сломаться.

    После того, как вы выполнили испытания и осмотр генератора, вы, вероятно, обнаружите в нем проблему. Если он в хорошем состоянии, проблемы с зарядкой и питанием могут быть вызваны другими проблемами. К ним относятся ослабленные, изношенные или корродированные кабели аккумуляторной батареи, плохая связь между компьютерной системой автомобиля и регулятором генератора.Это также могло быть перегоревшим предохранителем среди других проблем.

    В зависимости от типа повреждения вы можете отремонтировать или заменить генератор. В большинстве случаев поврежденный или неисправный генератор необходимо выбросить. Как провести замену генератора? Это то, что мы рассмотрим в следующей главе.

    Глава 6

    Замена генератора

    Как заменить генератор

    Вы только что проверили генератор и обнаружили, что он неисправен.Итак, вы получаете новый и готовы к его установке. С чего начать и какова процедура обеспечения правильного монтажа и соединений? Хотя замена генератора может быть самостоятельной задачей, очень важно знать, что нужно делать. Неправильное выполнение этой процедуры может повлиять на многие функции вашего автомобиля, поскольку генератор приводит в действие электрические системы.

    Если вы решили произвести замену самостоятельно, это процесс, от снятия старого генератора до прикручивания нового.

    Снятие старого генератора переменного тока

    Источник: http://www.familyhandyman.com

    1. Отсоедините аккумулятор. Это важно по соображениям безопасности. Для этого с помощью торцевого ключа или гаечного ключа ослабьте болт, удерживающий отрицательный клеммный кабель. Удалять положительный кабель не нужно.
    2. Найдите генератор. Если вам нужно поднять автомобиль домкратом, убедитесь, что вы делаете это безопасно, припарковав автомобиль на ровной поверхности и включив стояночный тормоз.
    3. Отсоедините основной кабель питания.Это линия электропередачи, которая проходит от генератора до аккумулятора. Используйте гаечный ключ, чтобы ослабить болт, которым крепится кабель.
    4. С помощью отвертки ослабьте зажим, удерживающий жгут проводов генератора. Надежно зажмите провод, чтобы он не мешал.
    5. Снимите шкив ремня. Если в вашем автомобиле есть натяжитель ремня, используйте его, чтобы ослабить ремень вокруг шкива генератора. Если для натяжения ремня используются монтажные кронштейны, вы можете использовать их, чтобы ремень легко сошел со шкива.
    6. Проверьте шкивный ремень на наличие признаков износа. Если он выглядит изношенным и треснувшим, это лучшее время для его замены.
    7. Снимите генератор с монтажного кронштейна. Это может вызвать некоторые проблемы, но не заставляйте его. вместо этого не торопитесь.

    Теперь у вас отключена электропроводка генератора, ремень отключен, а сам генератор находится вне зоны монтажа. Теперь вы можете подготовиться к установке нового.

    Монтаж нового генератора

    Источник: http: // www.Instructables.com

    1. Перед установкой нового генератора соедините два — новый и старый — вместе, чтобы проверить, похожи ли они. Размер, конструкция, монтажные отверстия и кабельные разъемы должны совпадать.
    2. Затем переместите новый генератор на место старого, стараясь при этом не повредить приводной ремень или провода.
    3. Продвиньте монтажные болты в пазы на генераторе до монтажного кронштейна.
    4. С помощью гаечного ключа затяните болты. Если в вашем автомобиле используется автоматический натяжитель, полностью затяните болты.В противном случае сделайте это немного, чтобы позже можно было сдвинуть генератор до нужного натяжения ремня.
    5. Оберните ремень на шкиве генератора. Если это намотка, убедитесь, что вы правильно проложили ее. Если не уверены, можете воспользоваться руководством по эксплуатации автомобиля.
    6. Натяните приводной ремень, используя подходящие для вашего типа автомобиля средства.
    7. Если вы еще не затянули болты, сделайте это сейчас.
    8. Подсоедините жгут проводов и кабель питания. Обеспечьте герметичность соединений.
    9. Подсоедините отрицательный провод к аккумуляторной батарее.
    10. Опустите автомобиль, если вы его дернули.Закройте капот и напишите новый генератор.

    Источник: http://wheelzine.com

    Замена генератора, вопросы и ответы

    • Сколько времени нужно, чтобы заменить генератор?

    Зависит от навыков и опыта. Продолжительность может составлять всего час для тех, кто делал это раньше, и два часа или более для неквалифицированных. Здесь мы рассматриваем, когда это делать самому. Если вы отнесете машину в ремонтную мастерскую, время замены генератора может сильно отличаться.Это потому, что в игру вступят другие факторы. Вы можете провести там машину даже на целый день.

    • Как часто следует менять генератор?

    Как правило, через каждые 100 000–150 000 миль. Но механики скажут вам, что они заменили генератор с пробегом чуть менее 100 000 миль. Лучше всего следить за признаками износа и повреждений. Таким образом вы вовремя замените генератор.

    • Сколько стоит замена генератора переменного тока?

    Опять же, это зависит от модели автомобиля и года выпуска.На марку генератора тоже. Стоимость нового устройства колеблется от 200 до 300 долларов. Добавьте к этому затраты на оплату труда по установке, которые варьируются от региона к региону и от одного механика к другому. Если вы решите произвести замену самостоятельно, вы сможете значительно сэкономить.

    • У генераторов переменного тока установлен шкив?

    Некоторые делают, некоторые нет. Если тип, который вы хотите заменить, идет с одним, он должен быть совместим с приводным ремнем. Вы не должны испытывать проблемы с вращением шкива сразу после установки нового генератора.Если этого не произошло, возможно, вам придется использовать тот, который установлен на старом генераторе.

    Замена автомобильного генератора переменного тока не должна быть проблемой. Вам не нужны особые навыки или необычные инструменты. Чтобы все прошло хорошо, соблюдайте технику безопасности. Наденьте защитное снаряжение и держите тряпки наготове. Всегда отсоединяйте отрицательную клемму аккумулятора, прежде чем приступить к работе с генератором. А если вы ведете машину долго, сначала дайте двигателю остыть.

    Что делать, если у генератора небольшой пробег и вышло из строя лишь несколько деталей? Затем вы можете подумать об их устранении, особенно если компоненты подлежат ремонту.Давай посмотрим об этом дальше.

    Глава 7

    Ремонт генератора

    Генератор, как и многие другие компоненты автомобиля, содержит детали, которые можно отремонтировать. Это означает, что вам не нужно заменять его каждый раз при обнаружении неисправности. Иногда нужно только найти причину неисправности и устранить ее.

    Существуют даже комплекты для восстановления генератора, которые могут помочь вам восстановить состояние генератора с меньшими затратами. И если вы решите провести ремонт или перестроить самостоятельно, вы в конечном итоге потратите лишь небольшую сумму денег.

    Прежде чем вы сможете приступить к ремонту неисправного генератора, вам необходимо сначала определить неисправную деталь. Это включает в себя проведение тестов и проверок, описанных в предыдущей главе. Как только вы узнаете, что нужно исправить, вы можете приступить к делу.

    Распространенные проблемы с генератором переменного тока и способы их устранения

    Есть компоненты генератора, которые часто выходят из строя или изнашиваются. Они требуют ремонта, а не рассматривают дорогостоящий вариант замены всего устройства.Они включают;

    Источник: http://www.35pickup.com

    1. Ослабленный или изношенный шкив ремня — это может быть причиной необычного жужжания или визга. Чтобы узнать, неисправна ли эта деталь, вам нужно только открыть капот и осмотреть его. Ослабленный серпантинный или клиновой ремень требует натяжения. В зависимости от марки и модели вашего автомобиля используйте автоматический натяжитель или передвиньте генератор по кронштейну. Только убедитесь, что ремень не слишком тугой и не слишком слабый. Если проблема в изношенном или порванном ремне, его замена может быть единственным решением.

    2. Неисправные диоды — если один из нескольких диодов не работает, произойдет утечка переменного напряжения. Как мы видели ранее, вы можете проверить утечку напряжения с помощью вольтметра. Часто для устранения проблемы можно заменить неисправный диод или заменить весь генератор переменного тока.

    3. Ослабленные крепежные болты генератора — это может вызвать смещение генератора и привести к другим проблемам. Их нужно только подтянуть, и генератор продолжит работать без каких-либо проблем.

    4. Застревание натяжителя — иногда натяжитель подвержен коррозии и заеданию. Когда это произойдет, лучше всего заменить его.

    5. Оборванные или изношенные провода — провода, потерявшие изоляцию, больше не могут работать должным образом. Возможно короткое замыкание и неправильная зарядка аккумулятора. Замените все кабели, которые кажутся изношенными.

    6. Недостаточно заряженный аккумулятор — это означает, что генератор не вырабатывает достаточную мощность. Для этого могло быть несколько причин. Возможно, вам потребуется провести тесты, чтобы выяснить причину, а затем вы сможете определить, какие действия предпринять.

    7. Перезаряженный аккумулятор — проблема может быть в регуляторе. Поскольку он управляет выходной мощностью генератора, неисправность может означать, что напряжение ниже или превышает нормальные значения.

    8. Аккумулятор совсем не заряжается — проверьте разъемы. Также это может быть перегоревший предохранитель. Возможно, их потребуется заменить или очистить, чтобы восстановить правильную работу генератора.

    Ремонт генератора

    Источник: http://alternatorbrush.com

    Помимо временных мер по ремонту генератора, вы можете рассмотреть некоторые долгосрочные варианты, которые также являются менее дорогостоящими.Восстановление генератора переменного тока — одна из них, и она очень популярна. Часто это простой процесс, который может выполнить каждый, не разбираясь в механике автомобилей; только некоторые базовые знания генератора.

    Многие производители автозапчастей продают комплекты для восстановления генераторов. Это дешевле, чем покупать новое устройство. Наборы содержат все необходимое для замены различных компонентов, а также инструкции о том, как это сделать. Если вы думаете о ремонте генератора, вот процедура.

    Шаги к восстановлению генераторов переменного тока
    1. Отсоедините клеммы аккумулятора.
    2. Снимите приводной ремень.
    3. Ослабьте и снимите болты крепления генератора.
    4. Снимите генератор.
    5. Начните со снятия задней крышки генератора. Вам нужно только открутить его.
    6. Проверить подшипники на износ. Если кажется, что они не плотно прилегают или если при вращении шкива слышен шум, их необходимо заменить.
    7. Ослабьте и снимите резисторы.
    8. Снимите выпрямитель вместе с его проводами.
    9. Установите новый выпрямитель, снова вставив винты и припаяв соответствующие провода.
    10. Щетки генератора удерживаются на месте винтами. Ослабьте их и просто снимите старые щетки. Установите новые на их место и убедитесь, что пружины сзади расположены правильно.
    11. Отвинтите регулятор, снимите его и установите новый.
    12. Теперь, когда вы заменили детали, которые можно закрепить, используйте щетку для очистки других компонентов.
    13. Замените резистор, заднюю крышку и подключите электрическое соединение, которое вы удалили ранее. Вы можете проверить восстановленный генератор, чтобы убедиться, что он работает правильно.
    14. Снова установите генератор в моторный отсек и закрепите его болтами. Верните приводной ремень, убедившись в правильном натяжении.
    15. Подсоедините кабели аккумуляторной батареи.

    Это видео на YouTube покажет, как отремонтировать, восстановить генератор и заменить его регулятор.

    Conlusion

    После получения всей информации о том, как починить генератор, вы можете выбрать тот вариант, который лучше всего подходит для вас. Если у генератора мало пробег, но возникают проблемы, вы можете рассмотреть возможность проверки источника неисправности и ее устранения.

    Примером является новый генератор, который был установлен на старый приводной ремень. Если проблема заключается в ремне, могут проявляться симптомы повреждения. В таком случае вам не нужно устанавливать новый генератор, а устанавливать новый ремень.

    Выбирая, ремонтировать, заменять или восстанавливать генератор переменного тока, возможно, стоит принять во внимание долгосрочные расходы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *