Виды генераторов в зависимости от типа альтернатора. Состав генератора

Принцип работы автомобильного генератора

Генератор чаще всего находится в передней части двигателя, он работает за счет вращения коленчатого вала. У новых машин гибридного типа генератор исполняет роль стартера – генератора. И в других системах старт - стоп такой же. Основные производители генератора сегодня это Bosch, Delphe, Denso. По особенностям конструкции генераторы делят на традиционные и компактные...

Отличаются генераторы конструкцией корпуса, расположением вентилятора, габаритами, выпрямительным узлом, шкивом привода.

В состав генераторов обычно входит:

• корпус;
• ротор;
• регулятор напряжения;
• статор;
• щеточный узел

Генератор создает вращающееся магнитное поле. Роторный вал для этого имеет так называемую обмотку возбуждения. Обмотка находится в двух половинках полюса. У каждой половины есть по шесть выступов.

Также на валу находятся контактные кольца, эти кольца делают из меди, можно встретить стальные и латунные. К кольцам присоединяются выводы перемотки возбуждения. Роторный вал имеет приводной шкив и одну или две крыльчатки. Пара не разборных подшипников образует подшипниковый узел. Возле контактных колец может находиться специальный роликовый подшипник.

Различают несколько видов роторов:

• ротор из постоянного магнита;
• ротор из электромагнита;
• ротор из мягкой магнитной ферромассы

У ротора из постоянного магнита непрерывная работа генератора обеспечивается за счет вращения постоянного магнита. У ротора из электромагнита есть вращающаяся перемотка возбуждения. На роторе находятся контактные кольца. На крышке агрегата расположены неподвижные щетки. Обмотка возбуждения соединяется контактными кольцами и щетками с наружной электрической цепью.

Ротором может быть специальная пассивная ферромасса, которая имеет вид тонких пластин. На статоре расположены обмотка возбуждения магнита и фазная перемотка. Статор создает переменный электрический ток и связывает обмотку и металлический сердечник. В состав сердечника входят стальные пластины. У сердечника есть специальные 36 прорезей для обмоток. Должно быть три обмотки, они вместе образуют трехфазное соединение. В пазы обмотки могут укладывать петлевым или волновым способом, соединяются обмотки или по схеме треугольник или по схеме звезда.

Основные детали генератора располагаются внутри корпуса. Корпус имеет переднюю и заднюю крышки. Передняя крышка расположена в месте, в котором проходит приводной шкив. Задняя крышка находится с той стороны, где размещаются контактные кольца. Друг с другом крышки соединяются болтами. Изготавливают крышки из сплавов алюминия, так как эти сплавы легкие, немагнитные и они рассеивают тепло. Крышки должны иметь вентиляционные отверстия и крепежную лапу (или две).

Ток возбуждения через щеточный узел передается на контактные кольца. Этот узел состоит из графитных щеток, их придавливают пружины специального держателя. У современных генераторов неразборный блок включает щеткодержатель и регулятор напряжения.

Выпрямительный блок, как один из элементов генератора, нужен для преобразования синусоидального напряжения, которое производит устройство в напряжение с постоянным током. В состав выпрямительного блока входят теплоотводящие пластины с встроенными диодами. Выпрямительный блок подключается к схеме генератора при помощи болтовых соединений или пайки.

Для поддержания напряжения в определенных значениях служит регулятор напряжения. У современных генераторов могут быть интегральные или полупроводниковые электронные регуляторы. При изменении скорости вращения коленчатого вала (повышении или уменьшении) напряжение в обмотке автоматически стабилизируется. Регулятор, встроенный в генератор, контролирует продолжительность и частоту электрических импульсов.

Генератор приводится в движение за счет ременной передачи, от которой зависит частота вращения ротора. А частота вращения должна быть в несколько раз выше, чем скорость вращения коленчатого вала.

Схема автомобильного генератора

Принцип работы генератора

Включают зажигание, электрический ток по контактным кольцам и щеточному узлу идет на перемотку возбуждения. В результате образуется магнитное поле. Вместе с коленчатым валом начинает вращаться ротор, создавая магнитное поле, пронизывающее обмотки статора. Напряжение переменного тока появляется на выводах перемоток. Частота вращения повышается до определенного значения, генератор при этом работает в режиме самовозбуждения. В выпрямительном блоке переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение. В итоге, генератор обеспечивает потребители электричества и аккумулятор током.

При изменении скорости вращения коленчатого вала или изменении нагрузки (увеличении или понижении) начинает свою работу регулятор напряжения, который управляет временем включения перемотки возбуждения. При уменьшении внешних нагрузок или когда увеличивается частота вращения ротора, время включения обмотки возбуждения сокращается. Если ток потребления увеличивается настолько, что генератор не справляется, начинает работать АКБ.

На панели приборов у современных автомобилей есть контрольная лампочка, которая указывает на отключение генератора.

Технические характеристики генераторов:

• ток;
• номинальное напряжение;
• частота возбуждения;
• коэффициент полезного действия;
• частота самовозбуждения

Показатели номинального напряжения - 12 или 24 В. Напряжение связано с электрической системой генератора.

Наибольший допустимый ток отдачи, который устройство вырабатывает при номинальной частоте вращения (6 тысячам об/мин), называется номинальным током.

Величина тока зависит от скорости вращения ротора. Характеристика тока кроме номинальных значений имеет показатели наименьшего тока и наименьшей рабочей частоты и наибольшего тока и наибольшей частоты. Значения минимального тока могут составлять 40-50 процентов от номинального значения. Более чем на 10 процентов наибольший ток не должен превышать номинальный.

За работоспособностью генератора нужно следить постоянно, ибо это влияет на работоспособность и долговечность аккумуляторной батареи автомобиля.

Основные поломки генератора

Источник

domohozajki.ru

Генератор переменного тока: принцип действия

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.

electric-220.ru

Виды генераторов для электростанций

В состав электрогенераторов входят два основных агрегата – силовая установка, которая приводит в действие генератор и альтернатор. В данной статье будут рассмотрены виды генераторов в зависимости от типа альтернатора.

Базовая основа для установок, которые генерируют электричество при помощи электромагнитов, была разработана британским экспериментатором и физиком Майклом Фарадеем в 1831 году, который затем построил диск Фарадея, являющийся одним из первых генераторов. После этого электрогенераторы постоянно совершенствовались в течение полутора веков. Были созданы асинхронные и синхронные альтернаторы, одно и трехфазные, без инверторного управления и с ним. В чем отличие всех этих типов?

Синхронные генераторы

В синхронном альтернаторе электроэнергия производится с совпадением частоты вращения статора и ротора. Электродвижущая сила или ЭДС создается, когда поле, сформированное магнитными полюсами ротора, пересекает стартерную обмотку. В таком генераторе ротор является либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, который имеет число полюсов кратное двум. Двухполюсный ротор, который имеет частоту вращения 3000 об/мин, устанавливается в резервных генераторах, а в основных генераторах, которые вырабатывают электроэнергию круглые сутки, ротор вращается с частотой 1500 об/мин.

После запуска синхронного генератора, ротор формирует довольно слабое магнитное поле, но постепенно количество его оборотов возрастает и ЭДС повышается. На выходе стабильность напряжения контролируется с помощью блока автоматической регулировки (AVR), который изменяет магнитное поле во время поступления напряжения на ротор с обмотки возбуждения. При работе синхронных генераторов возможно возникновение «реакции якоря», то есть при активации индуктивной нагрузки генератор размагничивается и при этом падает напряжение. А в том случае, когда подается емкостная нагрузка, наоборот, генератор подмагничивается и напряжение растет.

Преимуществом синхронных генераторов заключается в стабильном напряжении на выходе, но их недостатком является склонность к перегрузкам, которые возможны тогда, когда нагрузки растут и превышают допустимый уровень, то есть ток в роторной обмотке чрезмерно увеличивается блоком AVR.

Синхронный генератор способен кратковременно произвести на выдаче такой ток, который может превысить номинальное значение в несколько раз. Так как некоторым электроприборам, к которым относятся электродвигатели, компрессоры, насосы и некоторые другие, требуется повышенный стартовый ток, и они оказывают повышенную нагрузку на сеть, то лучшим источником, как основного, так и резервного питания для них будут как раз такие альтернаторы.

Асинхронные генераторы

Вращение ротора в таких генераторах немного опережает по оборотам магнитное поле, которое создается статором. У таких электрогенераторов в комплекте идут роторы с двумя видами обмотки – короткозамкнутой и фазной. У асинхронного генератора принцип работы точно такой же, как и у его синхронного аналога – статор создает магнитное поле на вспомогательной обмотке, которое затем передается ротору и формирует на статорной обмотке ЭДС. Но разница заключается в том, что частота, с которой вращается магнитное поле, неизменна, то есть недопустима ее регулировка. Именно поэтому и частота электрического тока, который вырабатывается альтернатором, и напряжение, имеют прямую связь с числом оборотов ротора, которые в свою очередь зависят от стабильной работы приводного двигателя электрогенератора.

Асинхронные альтернаторы имеют высокую защиту от действий извне и довольно малочувствительны к коротким замыканиям, благодаря чему они отлично подходят для сварочных аппаратов. Данные генераторы также хорошо подходят для запитывания приборов, имеющих омическую (активную) нагрузку, которые преобразуют практически всю электроэнергию, поставляемую им, в работу – компьютеры, осветительные лампы, кухонные конфорки, нагреватели и т.п.

Высокая реактивная (стартовая) нагрузка, которая возникает при включении, например, насосного оборудования, длится около секунды, но при этом электрогенератор должен выдержать ее. А дело вот в чем – допустим, что вам необходимо сдвинуть с места тяжелую тележку, которая установлена на горизонтальной поверхности. Для того, чтобы сдвинуть тележку, необходимо приложить намного больше усилий, что нужно для того, чтобы поддерживать ее движение. Именно такая же ситуация возникает при запуске компрессора холодильника или сплит-системы, электродвигателей и любых насосов, поэтому справиться с ней под силу только синхронному электрогенератору.

Реактивные нагрузки в центральной электросети компенсируются при помощи дросселей или конденсаторов, а также с помощью специально повышенного сечения электрических кабелей и трансформаторов.

У асинхронного альтернатора есть существенный недостаток – от не способен выдерживать повышенные нагрузки. Но, не смотря на это, он проще по конструкции и дешевле, чем синхронный аналог. Помимо этого, асинхронные электрогенераторы имеют закрытую конструкцию, которая способна обеспечить им хорошую защиту от влаги и внешних загрязнений.

Трехфазный и однофазный генератор

Некоторые люди убеждены, что однофазный генератор электроэнергии хуже, чем трехфазный. Логику тех, кто не разбирается в электричестве, легко понять – одна фаза меньше, чем три, поэтому и хуже. На самом деле выбирать между трех- и однофазным энергоснабжением необходимо исходя из нужд конечных потребителей.

Электрогенератор, который имеет три фазы, нужен не для того, чтобы питать три группы однофазных потребителей, а для того, чтобы питать трехфазные устройства.

Бывает так, что разводка трехфазного ввода в доме выполняется на однофазные группы, но это выгодно делать не жильцам, а электрикам, так как для этого нужна очень дорогая защита энергосистемы, а ее монтаж стоит очень дорого. Почти вся современная бытовая техника является однофазной, а трехфазными были старые модели электродвигателей и электрических плит.

У трехфазных электродвигателей есть один существенный недостаток – при мощности альтернатора, к примеру, 10 кВт, мощность каждой фазы будет 3,3 кВт. Среди фаз максимально возможное смещение мощностной нагрузки не может превышать 25% от номинала, который равен 1/3 общей мощности генератора. Исходя из этого, однофазный генератор, имеющий мощность 4,5 кВт, будет мощнее, чем трехфазный генератор на 10 кВт.

Инверторный генератор

Инверторный альтернатор имеет электронный блок управления, который способен обеспечить выработку электричества отличного качества, с отсутствием при этом каких-либо перепадов напряжения. Инверторные альтернаторы отлично подходят для питания таких потребителей, которые нуждаются только в номинальном напряжении.

Устанавливается инверторная система управления на синхронный альтернатор и действует в три ступени: производит напряжение с частотой 20 Гц; затем из него формирует постоянный ток 12 В; далее постоянный ток преобразуется в переменный номинальный, имеющий частоту 50 Гц.

Инверторные генераторы делятся на три типа по импульсному напряжению на выходе:

1. Для самых дешевых моделей характерен прямоугольный импульс. Такие модели могут питать лишь строительные электроинструменты. Такой тип инверторов уже почти не продается, так как он имеет малую популярность и очень ограниченные возможности.
2. Генераторы средней ценовой зоны могут обеспечить трапециевидный импульс. Это позволяет им питать довольно сложные бытовые электроприборы, такие как холодильник. Но для наиболее чувствительной техники такое качество напряжения часто оказывается недостаточным.
3. При синусоидальном импульсе создаются самые лучшие условия для работы любых приборов – от самых простых до самых сложных. Синусоидальное напряжение имеет стабильные характеристики и точно соответствует всем параметрам электричества, которое поставляется центральными электросетями. Стоимость подобных инверторов гораздо выше, чем у двух других типов.

Достоинства генераторов-инверторов:

• гораздо меньший вес и размеры, если сравнивать с простыми генераторами такой же мощности;
• меньшая шумность во время работы, которая достигается за счет того, что изменяется скорость вращения ротора;
• очень малый расход топлива, который достигается с помощью электронного управления процессом выработки электроэнергии. Генератором производится такое количество энергии, которое требуется в данный момент всем потребителям, а его производительность уменьшается или возрастает при соответственном уменьшении или увеличении числа потребителей;
• так как в их основе лежит синхронный альтернатор, инверторы могут кратковременно снабжать высоким пусковым током энергоемкое оборудование. К тому же, у некоторых моделей генераторов-инверторов есть функция «режим перегрузки», при котором инвертор может производить мощности на 50% больше, чем номинальная. Но этот режим может действовать примерно 20-30 минут;
• хорошая наработка на отказ – около 3 тысяч часов.

Недостатки:

• максимальное время непрерывной работы составляет 8 часов;
• имеют более высокую стоимость по сравнению с не инверторными аналогами такой же мощности;
• довольно чувствительный к температурным перепадам электронный блок управления, а его ремонт достаточно дорог;
• максимальная мощность у генераторов подобного типа – 7,2 кВт, а моделей, имеющих большую мощность, нет.

Выводы

Все рассмотренные выше типы генераторов, кроме инверторных, могут применяться не только в маломощных бытовых моделях электростанций, но и в крупных генераторных системах, которые вырабатывают мегаватты электроэнергии.

postroy-sam.com

конструкция и назначение :: SYL.ru

Генератор переменного тока – что это такое? Это электрическая машина, преобразующая энергию механического взаимодействия в электроэнергию. Как она работает? Закон электромагнитной индукции является основным в принципах работы такого устройства, как генератор переменного тока. Как известно из законов электромагнетизма, электродвижущая сила (ЭДС) может индуктироваться (создаваться) только в нескольких случаях: при изменении параметров магнитного потока вокруг самого проводника или же при движении проводника в магнитных полях. Магнитное поле – это материальная среда, которую можно обнаружить исключительно эмпирическим (опытным путем). То есть для выявления наличия или отсутствия такого силового поля в область его возможного действия необходимо внести проводник с током или намагниченное тело.

Характеристики генератора

В таком устройстве, как генератор переменного тока, основную часть занимает электромагнит. Он состоит из ферримагнитного сердечника и катушки и предназначен для формирования магнитного потока. Есть набор основных требований, которые предъявляются к подобным машинам: диапазон вращения от 50 до 12000 оборотов за минуту, широчайший диапазон возможных мощностей (от нескольких ватт до сотен мегаватт), минимальные масса и габариты, высокая надежность и работоспособность.

Трехфазный генератор переменного тока

Обычно такая машина бывает синхронной. Основная ее задача – преобразование любого вида энергии в электроэнергию. Традиционно, это механическая энергия. Почему генератор переменного тока называют синхронным? Это такая бесколлекторная машина, у которой скорость вращения постоянная и при заданной частоте определяется числом полюсов. Генератор переменного тока получил огромное распространение в производстве и в железнодорожном транспорте. Именно благодаря синхронности вращения его используют на рефрижераторных секциях и тепловозах.

Генератор переменного тока: устройство и основные принципы действия

Если вращать ротор и индуктор, то в обмотках статора начнет индуктироваться ЭДС. Именно это явление – основа для работы как трехфазных, так и однофазных машин. Благодаря широчайшему применению на тепловозах, первичным двигателем в таких тяговых синхронных генераторах может быть даже дизельный (двигатель внутреннего сгорания). Неподвижная часть у генератора переменного тока – статор, который состоит из сердечника и корпуса. В пазы статора вложена обмотка, благодаря которой индуктируется ЭДС. Сердечник набирают из спрессованных листов специальной электротехнической стали. Ротор – это вал, на котором закреплены сердечники генераторных полюсов. Существуют полюса ярко- и слабовыраженные. Обмотка выполняется из медных проводов, обычно круглого или же прямоугольного сечения. Концы обмотки выводят к контактным кольцам. С помощью установленных в щеткодержателях щеток, которые прижимаются к контактным поверхностям пружинами, осуществляется токосъём. Учитывая несложную конструкцию, вполне реально сделать генератор переменного тока своими руками. Принцип действия его крайне прост. Ротор вращается при помощи двигателя. Магнитное поле ротора вращается с ним вместе. Именно по этому принципу и работает генератор переменного тока.

www.syl.ru

avtovw.ru » Blog Archive » Состав генератора

Вообще-то генератор вещь довольно не сложная : палка — веревка. Состоит из 4х основных частей :1. Статор и/или силовая обмотка . Неподвижна ,расположена по стеночкам генератора . Как правило состоит из 3х секций соединенных звездой, вырабатывает переменное напряжение, которое походив по диодным мостам превращается в постоянное и попадает в бортсеть авто (напрямую). Каждая из обмоток имеет крайне низкое сопротивление (как правило даже цифровой тестер показывает 0.0 ом) и в общем звониться так — луч с лучом. Хотя полезнее внешний осмотр на предмет явных следов термического разрушения изоляции. Хотя по опыту часть довольно надежная. 2. Ротор и/или обмотка возбуждения. Отвечает за создание магнитного поля, которое вращаясь вместе с ротором за счет двигателя, извините возбуждает ток-напряжение в силовой обмотке. Магнитное поле в свою очередь может быть создано протекающим по обмотке возбуждения током. Ну а ток попадает на обмотку возбуждения через токосъемные кольца ( их два ) и щетки . Обмотка также имеет весьма низкое сопротивление хотя цифровой тестер уже может показать какое-нибудь ненулевое значение 0.5-3 ом. Проверяется непосредственно прозвонкой на токосъемных кольцах (надежнее всего ), или если доверяешь щеткам — то на них.3. Интегральный регулятор напряжения (НЕ СТАБИЛИЗАТОР). Внимательно следит за напряжением бортовой сети автомобиля и так регулирует протекающий по обмотке возбуждения ток, чтобы на силовой обмотке, а реально после выпрямителя, постоянно было напряжение близкое к14.2- 14.5В . Ежели напряжение падает — увеличивает ток через обмотку возбуждения -напряжение подрастает , ну а если начинает расти соответственно ток снижает. Как подавляющее большинство интегральных схем непосредственной прозвонке не подлежит (если накоротко не звонится, то может быть рабочим). Признак указывающий на исправность — наличие на щетках напряжения например 4-8 вольт . Если напряжение близко к 12в наверняка неконтакт или обрыв в цепи обмотки возбуждения, если 0 или около того, тогда регулятор сдох. Еще одна из возможных неисправностей ( редкая ): офигивает посредством внутреннего стабилитрона , начинает считать что напряжение например 11в самое лучшее в мире и стремит генератор поддерживать его. ( регулятор на замену)4. Диодный выпрямитель или просто диоды. Здесь все совсем просто — выпрямляет переменное напряжение с силовой обмотки, превращая его в постоянное — пульсирующее. На мой взгляд подлежит проверке в последнюю очередь если пункты 2, 3, 1 О.К.Удобнее всего осциллографом посмотреть бортсеть авто и обратить внимание на вершки выпрямленных полуволн. Должны идти одна за другой, равномерно, без пропусков и иметь одинаковую высоту. Если идут , то ты имеешь исправный генератор, если нет — разбирай и ищи неисправный диод (диоды) , либо весь выпрямитель под замену (мне кажется проще ). На практике можно достаточно долго вообще не ощущать ЭТОЙ неисправности.

Кроме основных обмоток на «VAG-овских» (и 08-09) генераторах есть дополнительные и доп. диодики для запитки пресловутого возбуждения. Это позволяет красиво подключить лампочку (СИД) зарядки: между аккумулятором и доп. диодами. Пока генератор не вырабатывает ток, напряжение на выходе доп.диодов => 0 и через лампочку в регулятор и далее в обмотку возб. течет ток, который,во-первых, заставляет лампочку раздражающе светить, а во-вторых, позволяет выработать хоть какое-то напряжение опять-таки для возбуждения. Чтоб этот ток был побольше параллельно лампочке-СИДу ставят резистор (в панели).

avtovw.ru

• 
  Устройство дэу матиз двигателя
• 
  Открытый капот
• 
  Автомобиль зимой
• 
  Разновидности автоламп
• 
  Ниссан примера клиренс
• 
  Модели митсубиси аутлендер
• 
  Расход топлива hyundai ix35 на 100 км
• 
  Эмблема коня
• 
  Хранить шины где
• 
  Почему свечи
• 
  Стоит ли лить присадки в масло двигателя