Устройства генератора переменного тока: Генератор переменного тока. Устройство и принцип действия

Генератор переменного тока. Устройство и принцип действия

Видео: Принцип работы генератора переменного тока. Как работает генератор простыми словами? Что такое переменный ток?

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.

Принцип работы и схема генератора переменного тока

Представить себе жизнь современного человека без электричества крайне сложно. Даже те люди, которые отдалены от цифровых технологий и Интернета, все равно пользуются бытовыми приборами, которые работают на электрической энергии. Часто для ее производства используют генератор переменного тока, ведь именно ток такого поля используется всеми бытовыми установками, подается во все квартиры и частные дома. Упомянутый выше прибор был изобретен уже достаточно давно, но он до сих пор не утратил своей популярности и применяется во многих сферах жизни людей. Про устройство генератора и принцип его работы рассказано в данной статье.

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезе

К сведению! Практически все современные генераторы используют для получения электроэнергии вращающееся магнитное поле, а не катушку.

Как уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.

Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.

Демонстрация прибора с помощью простого магнита и контура

Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.

Обратите внимание!

 Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.

Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.

Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоков

Характеристики генератора переменного тока

Основные технические характеристики генератора переменного тока: внешняя, скоростная регулировочная и токоскоростная. Внешняя характеристика определяется, как зависимость напряженности прибора от генерируемого им тока. Она является константой и может быть определена в процессе самостоятельного и независимого возбуждения.

Скоростная регулировочная характеристика чаще всего высчитывается исходя из нескольких величин электротока нагрузки. Самое маленькое значение возбуждения находится при нагрузочном токе, равном нулю (частота вращений при этом максимальная).

Последняя токоскоростная характеристика определяется как одна из самых важных при выборе или создании генератора. Практически все новые генераторы могут самостоятельно ограничивать свой максимальный ток.

Обратите внимание! Делается это для того, чтобы частота вращения роторов не увеличивалось до частоты индуцированного стартера.

Простой индукционный генератор для использования дома и на предприятии

Принцип работы генератора

Пришло время рассмотреть устройство генератора перемененного тока и принцип его действия. Он заключается в том, что в электроустановке используют специальную систему, которая при функционировании производит магнитный поток большой мощности.

За основу взято два сердечника, изготовленных из электротехнической стали. Пазы одного сердечника предполагают размещение обмотки, которая отвечает за генерацию потока магнитных волн. Второй же используется для индукции электродвижущей силы.

Обычно сердечник, который расположен внутри, находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующим орбитам. Его называют ротором. Второй же сердечник, называемый статором, как понятно из его названия, остается в неподвижном состоянии. Чем меньшее расстояние будет между этими элементами, тем больше вырастет индуктивность магнитного потока. Далее рассмотрены назначение устройства и работа генератора переменного тока.

Рассмотрение строения электрогенератора на практике

Назначение генератора переменного тока

Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.

В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.

Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.

Возбуждение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока

Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.

Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие.

Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.

Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В.

Устройство установки

Виды генераторов переменного тока

Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.

В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.

Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.

К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.

Синхронный генератор

Какой ток вырабатывает генератор

Характеристика тока, который вырабатывается генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало понятно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, создающий поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Она вращается и, занимая различные положения в поле магнита, создает наведенную ЭДС.

Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они поочередно будут занимать то горизонтальное, то вертикальное положение. ЭДС будет сначала максимальной, а затем нулевой. Это и будет генерация переменного тока.

Обратите внимание! Если в процессе полуоборота каким-либо образом переключить потребитель энергии, то он будет получать уже постоянный, но пульсирующий ток. В этом и отличие.

Характеристика переменного и постоянного электрических токов

Схема генератора переменного тока

Принципы работы генератора переменного и постоянного токов уже понятны, как и его основные конструкционные элементы. Необходимо рассмотреть пару схем для обобщения материала и понимания процесса генерации электротока.

Схема обычного устройства генерации электротока

Таким образом, были рассмотрены генератор переменного тока, устройство и принцип его действия.

Принципиальная схема электрического генерирующего устройства

Строение этого аппарата практически не поменялось с момента его создания еще в 1800-х гг. Данное электрооборудование служит для выработки тока, который применяется для бытовых или производственных целей.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока — урок. Физика, 9 класс.

Проведём опыт по получению индукционного тока. Будем вдвигать и выдвигать постоянный магнит в катушку, соединённую с гальванометром.

 

 

Рисунок \(1\). Опыт по получению индукционного тока

 

Можно наблюдать отклонение гальванометра в одну и другую стороны. Это значит, что по катушке течёт индукционный ток, у которого изменяется как модуль, так и направление с течением времени. Такой ток называется переменным током.

Переменный ток создаётся и в замкнутом контуре изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим его площадь. Изменение магнитного потока связано с изменением индукции магнитного поля. Величину магнитного потока можно изменить, поворачивая контур (или магнит), то есть меняя его ориентацию по отношению к линиям магнитной индукции.

 

 

Рисунок \(2\). Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита

Этот принцип получения переменного электрического тока используется в механических индукционных генераторах — устройствах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная часть).

 

 

Рисунок \(3\). Схема генератора

\(1\) — корпус;

\(2\) — статор;

\(3\) — ротор;

\(4\) — скользящие контакты (щётки, кольца).

В промышленном генераторе статором является цилиндр с прорезанными внутри него пазами, в которые уложен витками провод из меди с большой площадью поперечного сечения (аналогично рамке). Переменный магнитный поток в таких витках порождает переменный индукционный электрический ток.

Ротор — это постоянный магнит или электромагнит. Электромагнит представляет собой обмотку с железным сердечником внутри, по которому течёт постоянный электрический ток. Он подводится от внешнего источника тока через щётки и кольца.

 

Какая-либо механическая сила (паровая или водяная турбина) вращает ротор. Вращающееся одновременно с ним магнитное поле образует изменяющийся магнитный поток в статоре, в котором возникает переменный электрический ток.

 

 

Рисунок \(4\). Устройство гидрогенератора

\(1\) — статор;

\(2\) — ротор;

\(3\) — водяная турбина.

Генератор переменного тока: устройство, виды, выбор

Один из вариантов обеспечения электропитания — генератор переменного тока. Эта установка может быть как основным вариантом, так и только на время пропадания основного источника питания. 

Содержание статьи

Что такое генератор тока

Устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую, называют генератором тока. Они бывают переменного и постоянного тока. Устройства, вырабатывающие постоянный ток, более сложны в исполнении и менее надёжны.

Тоже как вариант))

С появлением полупроводниковых приборов, которые позволяют выпрямить переменный ток, по большей части всё равно использовался генератор переменного тока. Если необходим постоянный ток, на выходе источника переменного тока ставят выпрямитель, который формирует электропитание требуемого типа и уровня.

Устройство и принцип работы

Понять, как происходит такое преобразование, можно глядя на простейшую модель генератора. Его работа основана на принципе возникновения ЭДС — электродвижущей силы. Коротко сформулировать суть этого явления можно так, если замкнутая рамка пересекает магнитное поле, в ней возникает (наводится) электрический ток. Чтобы «снять» ток с рамки, используют специальное устройство ‒ щеточный узел. На концах рамки сделаны кольца, которые соприкасаются с токосъёмными контактами (щетками). Щетки, за счет силы упругости пружин, плотно прилегают к кольцам, обеспечивая контакт. К щеткам припаяны провода, по которым далее в устройство и передаётся ток.

Генератор переменного тока: устройство и принцип действия

Как получается переменное напряжение? Представьте себе, рамка вращается, то одной, то другой стороной приближаясь к полюсам (положительному S и отрицательному N). Чем ближе к полюсу, тем сильнее наводимое поле (больше сила тока), чем дальше ‒ тем меньше. Соответственно, на контактных кольцах имеем плавно изменяющуюся силу тока. Она то близка к нулю (когда рамка находится дальше всего), то подходит к максимуму. Таким образом, получаем на выходе ток синусоидальной формы.

Таким образом получаем на выходе генератора ток синусоидальной формы

Те же самые процессы происходят, если прямоугольную рамку закрепить неподвижно, а внутри нее вращать магнитное поле. Ток также имеет синусоидальную форму, просто имеем два типа установок ‒ с неподвижным статором и с неподвижным ротором.

Генератор постоянного тока устроен точно также и отличается только устройство снятия тока. К рамке прикреплены два полукольца, так что щетки снимают ток попеременно, то с одного конца рамки, то с другого. В результате на выходе имеем положительные полуволны, которые близки к постоянному току.

Виды бытовых генераторов

Это была теория, а теперь переходим к практике. Генераторы электрического тока нужны обычно для обеспечения питанием электрооборудования. Существуют две ситуации:

• Электрогенератор нужен на случай пропадания сети.
• Как основной источник питания.

Простейшие генераторы постоянного и переменного тока: устройство и принцип работы

Для обоих случаев логика выбора похожа, но имеет свои особенности. Если генератор нужен для постоянной работы, на первое место выходит расход топлива и надёжность. Также стоит обратить внимание на «громкость» работы, ёмкость бака для топлива.

Для кратковременного включения на случай пропадания питания, чаще всего стараются приобрести не слишком дорогую модель. Но в погоне за экономией, не стоит забывать о качественных характеристиках.

Синхронные и асинхронные

Сейчас не станем разбираться к конструктивных особенностях, а остановимся на достоинствах и недостатках. Синхронные генераторы отличаются тем, что на якоре имеют обмотки. Они выдают более стабильное напряжение и имеют меньшие отклонения по частоте. Это хорошо для требовательных к качеству питания. К плюсам синхронных генераторов тока относят также нормальную реакцию на пусковые токи, так что нормально работают они с индуктивной нагрузкой (с электродвигателями). Минусы ‒ более сложная конструкция и высокая цена. Ещё один момент, наличие щеток, которые, как известно снашиваются и искрят. Так что при более высокой цене синхронные генераторы имеют меньший рабочий ресурс.

Устройство асинхронных моделей проще

Асинхронные генераторы имеют более простую конструкцию и более низкие цены. При относительно невысокой цене отличаются значительно большим эксплуатационным сроком. Но стабильность тока желает быть лучше: погрешность до 10% по напряжению и 4% по частоте. Ещё один недостаток: плохо переносят пусковые токи. Потому, для обеспечения нормальной работы сложной техники желательно иметь стабилизатор, а для плавного пуска электромоторы подключать через преобразователь частоты.

Инверторный или нет

Есть ещё так называемые инверторные бытовые генераторы тока. Это те же генераторы, но на выходе которых стоит дополнительное устройство, стабилизирующее выходные показатели. С учётом того что техника у нас становится всё более дорогой и требовательной к качеству питания, использование инверторных генераторов почти необходимость.

Генератор переменного тока с инвертором: основные узлы и блоки

Единственное исключение, когда агрегат будет стоять на даче или в доме, а в период его работы, «капризная» техника работать не будет. К группе «капризных» однозначно относится вся компьютерная техника, а также та, которая управляется при помощи микропроцессоров. Также «капризными» являются автоматизированные котлы. Если котёл зависит от наличия напряжения и автоматика в нем не механическая, вам однозначно требуется инверторный генератор.

Инверторный генератор кроме двигателя и непосредственно генератора, имеет ещё выпрямитель и инвертор

Как работает инверторный генератор переменного тока? То напряжение, которое выработал генератор, попадает на блок инвертора. Он сначала выпрямляется, а потом из постоянного напряжения формируются полярные импульсы заданной частоты (50 Гц) и скважности. На выходе устройства импульсы превращаются в синусоиду. В результате на выходе имеем питание с идеальными (почти) характеристиками. Так что асинхронный инверторный генератор подходит для питания любой техники. Вот только пусковые нагрузки по-прежнему проблема.

Количество фаз и топливо для первичного двигателя

Чтобы выбрать генератор переменного тока, необходимо разобраться с классификацией, видами и типами, достоинствами и недостатками. В первую очередь стоит определиться с количеством фаз, которые должен выдавать агрегат, как понимаете, есть однофазные и трехфазные. Выбирать по этому признаку стоит учитывая имеющуюся проводку или нагрузку. Если генератор должен обеспечить работу трехфазного потребителя, на его выходе должно быть именно такое напряжение. Если подключаемые приборы только однофазные, покупать трехфазный генератор стоит только тогда, когда он будет работать на постоянной основе. В качестве резервного обычно ставят однофазные агрегаты, обеспечивая питанием наиболее важные устройства.

Для начала необходимо определиться с количеством фаз вырабатываемого тока

Когда мы разбирались в принципе действия генераторов переменного тока, не рассматривался один момент: как и чем приводится в действие вращающаяся часть устройства. В бытовых моделях это двигатель внутреннего сгорания. Именно он приводит в движение ротор, а работать он может на следующих видах топлива:

• бензин;
• дизельное топливо;
• газ.

Для бытового использования, чаще всего, используют дизельные и бензиновые генераторы. Так как оба вида топлива практически равнозначны по доступности, то выбор между ними основан на технических особенностях. О них подробнее немного ниже.

Генератор переменного тока: бензин или дизель?

Для бытовых целей обычно используют бензиновый или дизельный генератор тока. Сказать какой лучше однозначно невозможно, так как они отличаются по характеристикам. Потому для одних условий лучше бензиновый, для других ‒ оптимальный дизельный.

Выбор генератора тока зависит от многих моментов

Когда лучше выбрать бензиновый

Перечень свойств и особенностей бензинового генератора переменного тока:

• Имеет небольшую мощность, не более 10 кВт.
• Не рассчитан на длительную беспрерывную работу.
• Имеет небольшой вес и размеры.
• Работает негромко.
• Небольшая цена.

  Бензиновые генераторы тока оптимальны для работы на непродолжительны период времени

Основное, что стоит помнить, бензиновый электрогенератор не рассчитан на длительную работу (сутками). Рекомендованная нагрузка, особенно у двухтактных моделей 2–3 часа в день и до 500 часов в год. Зато отличаются такие установки невысокой ценой и компактностью. Это отличный выбор, если надо питать совсем небольшую нагрузку непродолжительное время. Чаще всего такие генераторы берут с собой на природу, охоту, рыбалку и т. д.

Двухтактные бензиновые генераторы — лучший выбор для выезда на природу

Бензиновые генераторы тока с четырехтактными бензиновыми двигателями ресурс имеют существенно больше: до 3000–5000 тысяч часов. Но и его надолго не хватит при постоянной работе. Так что бензиновые генераторы имеет смысл ставить, если электричество отключается у вас редко и ненадолго.

Чем хороши дизельные

Дизельный генератор переменного тока ‒ установка гораздо боле мощная, но и настолько же более дорогостоящая. Бывают они двух типов: с воздушным и жидкостным охлаждением. Установки с воздушным охлаждением имеют средние габариты, среднюю мощность и вполне приемлемую цену. Вот они идеальны, если электричество отключается часто, но не постоянно. В то же время, маломощные дизельные генераторы (есть и такие) по характеристикам ненамного лучше бензиновых, а по цене раза в два выше. Так что если вам нужен генератор до 6 кВт мощности выбор, всё равно, имеет смысл остановить на бензиновой установке.

Дизельные ‒ более габаритные и мощные

Дизельный генератор с водяным (жидкостным) охлаждением ‒ это уже техника другого класса. Он может работать сутками и используются на предприятиях. На них применяются двигателя двух типов:

• высокооборотистые – 3000 об/мин;
• с низкими оборотами – 1500 об/мин.

Дизельный генератор с низкооборотистым двигателем отличается более низким уровнем шумов, более экономичны в плане расхода топлива на один киловатт. Но они же более дорогостоящие. имеют большие размеры и вес. Если дизельный генератор тока построен на основе высокооборотного движка, обойдётся один киловатт электроэнергии дешевле. Но шуметь дизель будет сильно.

Подобные модели могут обеспечивать предприятия

Итак, если вам нужна установка для выработки постоянного тока на продолжительный период или станция, которая будет снабжать электроэнергией постоянно, вам нужен дизельный генератор жидкостного охлаждения.

Опции и дополнительные возможности

Значительное влияние на цену оказывают опции. Хоть генераторы «с наворотами» стоят дороже, некоторые из дополнительных возможностей могут быть очень полезны. Например:

• Защита от утечки. Встроенное УЗО, которое отслеживает наличие пробоя изоляции и отключает установку при появлении тока утечки.
• Защита от перегрузки. Функция не даёт работать деталям «на износ».
• Автоматический запуск. При пропадании электроэнергии генератор запускается сам.

Использование может быть разным

Есть ещё такие, без которых можно обойтись, но делающие эксплуатацию генератора тока более удобной. Например, контроль параметров с одновременным отображением на дисплее или передача данных о состоянии генератора на подключённый компьютер. Ещё, может быть, целый ряд конструктивных «добавок»: шумогасящий кожух, защитный кожух от низких температур, увеличенный топливный бак и т. д.

Особенности установки генератора

Речь пойдёт не о подключении, а об установке ‒ организации места, где генератор тока будет работать. Нужна просторная твёрдая и ровная площадка. При установке на неровной поверхности, повышается уровень вибрации, что угрожает целостности оборудования. Если говорить о мощных дизельных установках, то для них желательно бетонное или асфальтовое покрытие, в общем, плотное и надёжное основание.

Площадка должна быть ровной

Подключение генератора проводят кабелем, в соответствии с рекомендациями производителей. Само подключение производится в шкафу, куда заводится кабель от генераторной установки. Он подключается после вводного автомата и счетчика.

Если генератор будет уставлен в помещении, в нем должна быть хорошая вентиляция. Планируя на время работы двигателя оставлять двери открытыми, нужна будет решётка, чтобы никто не попал внутрь во время работы станции.

Генератор переменного тока: устройство, принцип работы, назначение

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.

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:

1. Контактным.
2. Бесконтактным.

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:

• звездой;
• треугольником.

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!

устройство, принцип работы и схемы подключения, виды генераторов, особенности их конструкции и работы

Генераторный узел представляет собой электродвигатель, предназначенный для преобразования механической энергии в электрическую. В зависимости от типа и назначения габариты, устройство и принцип работы генераторов переменного тока могут будут отличаться.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Как работает генератор переменного тока?

Работа генератора заключается в создании электродвижущей силы в проводнике под действием изменяющегося магнитного поля.

Схема и устройство простейшего генератора

По конструкции электрогенератор включает в себя следующие элементы:

• вращающаяся индукторная составляющая, называющаяся рамкой;
• движущая щеточная часть;
• коллекторное приспособление, оснащенное щетками, предназначенное для отвода напряжения;
• магнитное поле;
• контактные кольца.

Схема простейшего генераторного устройства переменного тока

Принцип действия

Образование электродвижущей силы в обмотках статорного механизма осуществляется после появления электрополя. Для последнего характерны вихревые образования. Данные процессы происходят в результате изменения магнитного потока. Причем последний меняется из-за быстрого вращения роторного механизма.

Ток от него поступает в электроцепь посредством контактных элементов, выполненных в виде деталей скольжения. Для более упрощенного прохождения напряжения к концам обмотки производится подсоединение колец. К этим контактным составляющим подключаются неподвижные щеточные элементы. С их помощью между электропроводкой и обмоткой роторного устройства появляется связь.

В витках магнитного элемента происходит образование поля, в нем формируется ток небольшой величины. По сравнению с напряжением, которое выдает простейший генераторный агрегат на внешнюю электроцепь. Если узел характеризуется небольшой мощностью, то в нем поле образует постоянный магнит, который может прокручиваться. Благодаря такому устройству и принципу работы генератора переменного тока в целом упрощается вся система. Поэтому из конструкции можно убрать щетки и контактные элементы.

Канал «Top Generators» наглядно и схематично в видеоролике показал принцип функционирования агрегата.

Основные виды генераторов переменного тока

Между собой устройства, позволяющие генерировать напряжение, делятся на синхронные и асинхронные. Они могут использоваться в различных сферах жизнедеятельности, но работать будут по разному принципу.

Синхронный генератор

Одним из свойств такого типа устройств является то, что частота тока, который оно воспроизводит, пропорциональна скорости вращения роторного механизма.

Между собой синхронные агрегаты делятся на несколько типов:

1. Повышенной частоты. В основе принципа функционирования устройства лежит процесс изменения магнитного потока, достигающегося путем вращения роторного механизма касательно неподвижного статора. Такой тип агрегатов используется преимущественно для питания антенн длинноволновых станций на расстоянии до 3 км. Подключать устройства для работы с более короткими волнами не получится, поскольку необходимо увеличить значение частоты.
2. Гидротурбинные агрегаты работают за счет активации гидравлической турбины, которая приводит в движение узел. В таких устройствах роторный механизм устанавливается на одном шкиве с колесом турбинного элемента. Его мощность может составить до 100 тысяч кВт, если скорость вращения будет 1500 оборотов в минуту, а напряжение — до 16 тыс. В. По массе и габаритам такой тип агрегатов считается самым большим, поскольку в них диаметр одного ротора составляет 15 метров. На величину мощности кружения турбины влияют три параметра — скорость вращения, длина электролинии, а также маховый момент роторного механизма.
3. Паротурбинные агрегаты, которые приводятся в действие посредством активации паровой турбины. Такой тип устройств функционирует со скоростью вращения 1,5-3 тысячи оборотов в минуту и они бывают двухполосными и четырехполосными. Роторный механизм выполнен в виде большого железного цилиндра, оснащенного прямоугольными пазами, внутри элемента располагается обмотка возбуждения. Корпус статорного устройства всегда неразъемный и выполнен из стали. Общий диаметр агрегата составляет до 1 метра, однако длина его ротора может быть до 6,5 м.

Схема и устройство

Синхронный агрегат конструктивно включает в себя два основных элемента:

1. Ротор. Это подвижная составляющая оборудования. Она предназначена для преобразования системы вращающихся электрических магнитов, которые питаются от внешнего источника.
2. Статорный механизм или неподвижная составляющая агрегата. В обмотке этого устройства посредством образования магнитного поля появляется ЭДС, которая идет на наружную электроцепь оборудования. Благодаря таким конструктивным особенностям в цепях нагрузок синхронных электрогенераторов не используются скользящие контакты. Магнитный поток от оборудования, который появляется посредством вращения ротора, возбуждается от стороннего источника. Последний монтируется на общем валу или может подключаться к нему с помощью муфты либо ременной передачи.

Схематическое устройство синхронного генераторного агрегата

Особенности работы

Принцип действия может незначительно отличаться в зависимости от типа устройства — явнополюсного либо неявнополюсного. Количество пар полюсных элементов роторного механизма определяется скоростью вращения узла. Если частота образующейся ЭДС составляет 50 Гц, то при 3 тысячах об/мин неявнополюсное устройство обладает одной парой полюсов. В явнополюсных агрегатах, вращающихся при 50-750 оборотах в минуту, количество пар полюсных элементов составит от 60 до 4.

В маломощных синхронных агрегатах питание обмотки возбуждения осуществляется посредством воздействия выпрямленного тока. Электроцепь появляется в результате активации трансформаторных устройств, которые входят в общую цепь нагрузки узла. Также она включает в себя полупроводниковый выпрямительный блок, который может собираться по любой схеме, но обычно как трехфазный мост. Основная электроцепь включает в себя обмотку возбуждения агрегата с регулировочным реостатным устройством.

Процедура самовозбуждения оборудования состоит в следующем:

1. При запуске установки в магнитной составляющей образуются небольшие ЭДС, это происходит благодаря явлению остаточной индукции. Одновременно в рабочей обмотке агрегата появляется ток.
2. В результате ЭДС образуется во вторичных электрообмотках трансформаторных устройств. А в электроцепи появляется небольшой ток, который способствует усилению общей индукции магнитного поля.
3. Увеличение параметра ЭДС осуществляется до момента, пока магнитная система агрегата не возбудится до конца.

Асинхронный генератор

Такой узел представляет собой устройство, производящее электроэнергию с использованием принципа действия асинхронного двигателя. Данный тип агрегатов именуется индукционным. Асинхронное устройство обеспечивает оперативный поворот роторного механизма, а его скорость вращения намного выше по сравнению с синхронным. Простой двигатель может применяться в качестве генераторной установки без дополнительных настроек.

Асинхронные агрегаты используются в разных сферах:

• для моторов ветровых электрических станций;
• для автономного питания жилых помещений и частных домов либо в качестве миниатюрных ГЭС-станций;
• для инверторных агрегатов сварки;
• с целью организации бесперебойного питания от переменного тока.

Схема и устройство

Схематическое подключение асинхронного агрегата

Основными составляющими элементами данного типа устройств считаются статорный механизм и ротор. Первый является неподвижным, а второй прокручивается внутри него. Ротор отделен от статорного механизма воздушным зазором. Чтобы снизить величину вихревых токов, сердечники составляющих элементов делаются из отдельных листов электротехнической стали. Их толщина в зависимости от производителя может составить от 0,35 до 0,5 мм. Сами листы оксидируются при изготовлении, то есть подвергаются термической обработке, что позволяет увеличить их поверхностное сопротивление.

Сердечник статорного механизма устанавливается внутрь станины, которая является наружной частью агрегата. На внутренней стороне детали располагаются пазы, в них находится обмотка. Статорная электрообмотка зачастую выполняется из катушек с небольшим шагом. В ее основе используется медный изолированный проводник.

Особенности работы

Асинхронный тип двигателей производит электроэнергию при увеличенной скорости прокручивания роторного механизма. Этот параметр всегда выше, чем у синхронных агрегатов. При прокручивании роторного устройства и выработки электричества потребуется сильный крутящий момент. Если в двигателе используется так называемый вечный холостой ход, это обеспечит равную скорость прокручивания в течение всего ресурса эксплуатации установки.

Схемы подключения

По числу использующихся фаз все генераторные агрегаты делятся на две группы:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазный генератор

Схема подключения оборудования с одной фазой

Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное — чтобы они были однофазными.

Самые простые конструкции состоят из:

• магнитного поля;
• прокручивающейся рамки;
• коллекторного устройства, предназначенного для отвода тока.

Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазный генератор

Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.

Это обусловлено следующими преимуществами:

1. В основе агрегата используется вращающееся круговое магнитное поле. Это обеспечивает возможность хорошей экономии при разработке оборудования.
2. Трехфазные генераторы состоят из уравновешенной системы. Это обеспечивает ресурс эксплуатации агрегата в целом.
3. В работе трехфазного устройства одновременно используется два напряжения — линейное и фазовое. Оба применяются в единой системе.
4. Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.

Схема соединения «звездой»

Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).

Схема типа «звезда» для подключения трехфазного оборудования

Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.

Схемы соединения «треугольником»

Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.

При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.

Электросхемы соединений агрегата «треугольником»

Особенности генераторов с разными типами двигателя

Автомобильные и бытовые установки могут разделяться между собой в соответствии с видом топлива, на котором они функционируют. Генераторный узел может работать на бензине или дизеле.

Бензогенераторы

В таких устройствах источником механической энергии является двигатель. Агрегат относится к классу четырехконтактных карбюраторных ДВС. В бензогенераторах используются двигатели, рассчитанные на 1-6 кВт. В продаже можно встретить агрегаты, разработанные для функционирования при 10 кВт, с их помощью можно обеспечить питание всех световых и электроприборов в частном доме.

Бензогенераторы могут похвастаться невысокой стоимостью и длительным ресурсом эксплуатации, хотя по сравнению с дизельными — они немного меньше. Выбор агрегата осуществляется с учетом нагрузок, в условиях которых он будет функционировать. Если узел работает с большим пусковым током и применяется для электросварки, то лучше отдать предпочтение синхронным устройствам. При выборе асинхронного типа агрегата двигатель сможет справиться с пусковыми токами. Но важно, чтобы генераторная установка была полностью загружена, в противном случае топливо будет расходоваться нецелесообразно.

Канал «Olifer TV» рассказал о выборе агрегатов для частного дома в соответствии с типом горючего, на котором он будет использоваться.

Дизельные генераторы

Такой агрегат приводит в действие мотор, функционирующий на дизеле.

В его основе используется:

• механическая составляющая;
• панель с кнопками, предназначенная для управления;
• система подачи топлива;
• охладительный узел;
• система смазки трущихся компонентов и узлов.

Мощность генераторной установки полностью определяется аналогичным параметром самого двигателя. Если она будет невысокой, к примеру, для запитки бытового электрооборудования, то лучше отдать предпочтение бензиновым установкам. Дизельный тип агрегатов целесообразно использовать там, где требуется высокая мощность. Двигатели внутреннего сгорания обычно применяются с верхней установкой клапанов. Они обладают более компактными размерами, а также высокой надежностью.

Кроме того, дизельные ДВС при функционировании выделяют меньше токсичных газов, опасных для здоровья человека, и более удобны в плане ремонта. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение агрегатам, корпус которых выполнен из стали, так как пластмасса имеет меньший ресурс использования.

Более надежными являются генераторные дизельные установки, не оснащенные щетками.

Напряжение, которое они вырабатывают, стабильнее. В среднем, если бак заправлен дизельным горючим под завязку, это обеспечит возможность работы генератора в течение семи часов. Если агрегат будет установлен стационарно, то его конструкцию можно дополнить внешним резервуаром для залива топлива.

Канал «Фабрика Тока» продемонстрировал работу дизельного агрегата, использующегося для обеспечения энергией частного дома.

Инверторные генераторы

Производство электрической энергии осуществляется аналогично, как на любой классической модели генератора. В первую очередь производится выработка переменного тока. Он выпрямляется и подается на инверторный узел, а затем преобразуется опять в переменный, только с необходимыми техническими параметрами.

В основе агрегата используется электронный модуль, включающий в себя:

• выпрямительный узел;
• микропроцессорное устройство;
• преобразовательный механизм.

По типу выходного напряжения инверторные агрегаты могут разделяться на:

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

Инверторные агрегаты могут функционировать без перерыва либо промежутками. В качестве объектов потребления энергии обычно выступают учреждения, где нельзя допустить перепадов напряжения.

Основные преимущества инверторных установок:

• маленькие размеры и масса;
• низкий расход горючего в результате регулировки выработки определенного объема электричества, необходимого в конкретный момент времени;
• инверторные агрегаты могут функционировать в течение короткого временного интервала с перегрузкой.

Минусы:

• высокая стоимость устройств по сравнению с классическими вариантами генераторных установок;
• повышенная чувствительность к температурным изменениям в электронной составляющей;
• невысокий уровень мощности установки;
• дорогостоящий ремонт электронного модуля при его поломке.

Использование инверторных устройств актуально в случае, когда требуемая величина мощности составляет не больше 6 кВт. Если агрегат будет использоваться на постоянной основе, то лучше отдать предпочтение классическому типу.

Канал «Garage КАХОВКА» протестировал бензиновую установку инверторного класса от производителя «ПилоД».

Как сделать генератор переменного тока своими руками

Для самостоятельного изготовления асинхронного агрегата понадобится следующее:

1. Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.
2. Статорный механизм. Рекомендуется приобрести готовое устройство, оборудованное обмоткой.
3. Комплект электрических проводов.
4. Изолента, допускается применение термоусадочных трубок.
5. Трансформаторный узел или выпрямительный блок. Этот элемент потребуется в случае, если на выходе генератора переменного тока энергия будет иметь разную мощность.

Перед началом работ необходимо сделать несколько манипуляций, которые позволят правильно выполнить расчет параметра мощности агрегата:

1. Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
2. Выполняется подбор конденсаторных элементов с учетом требуемой величины мощности. Если на этом этапе возникли сложности, можно воспользоваться таблицей.
3. Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
4. После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.

Схема сборки простого генератора переменного тока

Таблица выбора емкости конденсатора для агрегата

Полученный узел сможет обеспечить энергией электрическую пилу, циркулярку или болгарку, т. е. любой маломощный инструмент.

При использовании самодельного генератора переменного тока нельзя допустить перегрева двигателя, иначе это приведет к его поломке и даже взрыву.

В процессе сборки и эксплуатации надо учитывать следующие нюансы:

1. Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать. Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
2. Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.
3. Перед выполнением сборки нужно правильно подобрать электроприборы в соответствии с расчетом его технических параметров и свойств. Приведенная схема наиболее простая в плане реализации.

Видео «Принцип действия генераторного устройства»

Канал «Halyk Smart» рассказал о нюансах функционирования агрегата переменного тока.

 Загрузка …

«Как работает генератор переменного тока?» – Яндекс.Кью

Этот вопрос, как капуста, его раскрываешь-раскрываешь, а до «фундаментальной» кочерыжки всё ещё далеко. Хоть вопрос, видимо, касается этой самой кочерыжки, придётся всё же попробовать одолеть всю капусту.

На самый поверхностный взгляд природа тока кажется простой: ток — это когда заряженные частицы движутся. (Если частица не движется, то тока нет, есть только электрическое поле.) Пытаясь постичь природу тока, и не зная из чего состоит ток, выбрали для тока направление, соответствующее направлению движения положительных частиц. Позже оказалось, что неотличимый, точно такой же по действию ток получается при движении отрицательных частиц в противоположном направлении. Эта симметрия является примечательной деталью природы тока.

В зависимости от того, где движутся частицы природа тока тоже различна. Отличается сам текущий материал:

• В металлах есть свободные электроны;
• В металлических и керамических сверхпроводниках — тоже электроны;
• В жидкостях — ионы, которые образуются при протекании химических реакций или при воздействии приложенного электрического поля;
• В газах — снова ионы, а также электроны;
• А вот в полупроводниках электроны несвободны и могут двигаться «эстафетно». Т.е. двигаться может не электрон, а как бы место, где его нет — «дырка». Такая проводимость называется дырочной. На спайках разных полупроводников природа такого тока рождает эффекты, делающие возможной всю нашу радиоэлектронику.
  У тока две меры: сила тока и плотность тока. Между током зарядов и током, например, воды в шланге больше различий, чем сходства. Но такой взгляд на ток вполне продуктивен, для понимания природы последнего. Ток в проводнике это векторное поле скоростей частиц (если это частицы с одинаковым зарядом). Но мы обычно для описания тока не учитываем эти детали. Мы усредняем этот ток.

Если мы возьмём одну только частицу (естественно заряженную и движущуюся), то ток равный произведению заряда и мгновенной  скорости в конкретный момент времени существует ровно там, где находится эта частица. Помните, как было в песне дуэта Иваси «Пора по пиву»: «…если климат тяжёл и враждебен астрал, если поезд ушёл и все рельсы ЗА-БРАЛ…» 🙂

И вот мы пришли к той кочерыжке, которую упоминали вначале. Почему частица имеет заряд (с движением вроде всё ясно, а что же такое заряд)? Наиболее фундаментальные частицы (вот теперь уж точно 🙂 вроде бы неделимые) несущие заряд — это электроны, позитроны (антиэлектроны) и кварки. Отдельно взятый кварк вытащить и исследовать невозможно из-за конфайнмента, с электроном вроде проще, но тоже пока не очень-то ясно. На данный момент видно, что ток квантуется: не наблюдается зарядов меньше заряда электрона (кварки наблюдаются только в виде адронов с совокупным зарядом таким же или нулевым). Электрическое поле отдельно от заряженной частицы может существовать только в связке с магнитным полем, как электромагнитная волна, квантом которой является фотон. Возможно, какие-то интерпретации природы электрического заряда лежат в сфере квантовой физики. Например, предсказанное ею и обнаруженное сравнительно недавно поле Хиггса (есть бозон — есть и поле) объясняет массу ряда частиц, а масса — это мера того, как частица откликается на гравитационное поле. Может быть и с зарядом, как с мерой отклика на электрическое поле, обнаружится какая-то похожая история. Почему есть масса и почему есть заряд — это в чём-то родственные вопросы.

Многое известно о природе электрического тока, но самое главное пока нет.

Как проверить генератор на наличие проблем

Загорающийся красный индикатор батареи или ALT на приборной панели предупреждает вас о проблемах с генератором. Но фары, которые внезапно теряют яркость, затемняют свет на приборной панели или разряжается аккумулятор, также могут указывать на проблемы с системой зарядки. Тем не менее, вам необходимо подтвердить, что генератор подан, прежде чем заменять его.

Эти следующие тесты помогут вам проверить работу системы зарядки.

1. Проверка выходной мощности генератора

Одна из наиболее частых проблем стареющего генератора переменного тока возникает из-за износа щеток.Но перегоревший предохранитель цепи зарядки, сломанная плавкая вставка, вышедший из строя диод в выпрямительном узле генератора, даже изношенный подшипник повлияют на работу системы зарядки.

Итак, используя цифровой мультиметр, давайте начнем с проверки, какое напряжение выдает ваша система зарядки.

1.1 Измерение базового напряжения аккумуляторной батареи

ПРИМЕЧАНИЕ: Если ваша батарея разряжена, попробуйте одолжить хорошую батарею для этих тестов. Таким образом вы быстро проверите, не вызывает ли проблема система зарядки.В противном случае вы можете сначала сосредоточиться на проверке батареи. Итак, переходите к тестам батареи, описанным ниже.

Установите вольтметр на значение около 20 по шкале постоянного напряжения и подсоедините щупы к клеммам батареи, соблюдая полярность. Если ваша батарея полностью заряжена, вы увидите около 12,6 вольт. Запишите свое чтение. Вы будете использовать это напряжение как точку отсчета для следующих двух тестов.

1.2 Измерение напряжения холостого хода системы зарядки

* Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.
* Попросите помощника поддерживать частоту вращения двигателя около 1500 об / мин.
* Выключите все автомобильные аксессуары.
* Подключите вольтметр к клеммам аккумулятора.
* Запишите значение напряжения.

Вы должны получить напряжение на 0,5–2 В выше базового напряжения. Любое напряжение выше этого будет указывать на перезарядку. Проблема может быть связана с генератором переменного тока или в электрической цепи.

Однако, если ваше значение напряжения остается таким же или немного ниже, чем базовое напряжение, система зарядки не работает.У вас может быть плохое соединение в системе зарядки (убедитесь, что разъемы и провода в хорошем состоянии и хороший контакт), неисправный генератор или регулятор напряжения, который обычно вы найдете установленным на корпусе генератора в современных транспортных средствах.

Осмотрите провода и разъемы и при необходимости обратитесь к разделу «Проверка регулятора напряжения» ниже.

1.3 Измерение напряжения нагрузки системы зарядки

Если система зарядки прошла предыдущий тест, вам необходимо проверить, выдает ли система зарядки достаточно энергии для вашей батареи и различных электрических систем.

* На этот раз попросите вашего помощника запустить двигатель и увеличить и удерживать частоту вращения двигателя примерно до 2000 об / мин.
* Теперь включите все аксессуары, такие как радио, кондиционер, фары и дворники.
* Подключите вольтметр к клеммам аккумулятора.
* Запишите показания вольтметра.
* Вычтите базовое напряжение из показаний напряжения нагрузки — это ваше зарядное напряжение.

Напряжение зарядки должно быть на 0,5 выше, чем базовое напряжение. В противном случае у вас могут быть плохие соединения цепи (проверьте провода и разъемы) или неисправный регулятор.Продолжайте с раздела ниже.

.

DIY Auto Service: Диагностика и ремонт генератора

Генератор: Введение

Система зарядки отвечает за зарядку аккумуляторов и обеспечение энергией для работы электрических систем автомобиля без разряда аккумулятора. Система зарядки состоит из аккумуляторов, кабелей, проводки, регулятора напряжения и генератора. Генератор — это электромагнитное устройство, преобразующее движение в электричество, которое будет использоваться для зарядки аккумуляторов и запуска электрической системы автомобиля.Потребности автомобиля определяют размер генератора. Генераторы переменного тока могут иметь диапазон от 37 А для транспортных холодильных установок до 300 А для некоторых автобусов.

Примечание: Если вам нужна дополнительная информация, прочтите «Автосервис своими руками: базовое электрическое и электронное тестирование» для получения базовой теории электрики и «Автосервис своими руками: базовый цифровой вольт-омметр (DVOM), тестирование электрических и электронных компонентов» использование счетчика.

Производство переменного тока

Генератор работает по тем же принципам, что и генераторы местной электрической компании.Магнитное поле создается электромагнитом, и это магнитное поле вращается, чтобы пересечь проводник, который будет генерировать переменный ток в генераторе. Две вещи определяют мощность генератора переменного тока; скорость, с которой перемещаются эти магнитные силовые линии, и сила магнитного поля. В качестве примера: плотина Гувера обеспечивает электричеством многие общины. Плотина высотой 700 футов задерживает огромное количество воды. Внизу дамбы находятся генераторные помещения. Вода течет по трубам, вращая центр или ротор генератора.Неподвижный статор собирает силовые линии и превращает их в электричество для питания домов и предприятий.

Компоненты генератора

Генератор — это электромагнитное устройство, преобразующее движение в электричество.

Это основные части генератора:

Жилой

Корпуса или концевые рамы имеют опорные подшипники на каждом конце и заземляющий провод для отрицательных соединений. Эти алюминиевые кожухи также используются для крепления генератора к двигателю.

Ротор

Ротор — это вращающийся элемент внутри генератора. Он отвечает за создание магнитного поля при вращении. Сила магнитного поля контролируется величиной тока, протекающего через обмотки ротора. Поскольку ротор соединен со шкивом и ременной системой, частота вращения двигателя также будет влиять на выходную мощность генератора.

Щетки

В генераторах

щеточного типа используются щетки, которые скользят по контактным кольцам в задней части ротора.Контактные кольца соединены с каждым концом обмотки ротора. Щетки пропускают электрический ток к вращающемуся ротору.
В генераторах переменного тока бесщеточного типа используется обмотка неподвижного ротора, которая находится внутри корпуса вращающегося ротора. Поскольку нет щеток, нет щеток, которые изнашиваются или создают плохой контакт.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения, как следует из названия, используется для управления выходным напряжением генератора. Регулятор напряжения может быть встроен в генератор переменного тока или установлен снаружи на генераторе переменного тока или установлен удаленно.Регулятор напряжения должен управлять выходным напряжением генератора в диапазоне от 13,5 до 14,2 В. Если напряжение слишком высокое, это может привести к сгоранию аккумулятора или повреждению чувствительных электрических компонентов. Регулятор напряжения контролирует подачу тока к ротору. Больший ток через обмотки ротора создает более сильное магнитное поле и большую мощность от статора. Меньший ток через обмотки ротора создает более слабое магнитное поле и меньшую мощность от статора.
Регулятор напряжения регулирует поток через ротор одним из трех способов:

Цепь типа

«А» контролирует путь заземления.

Схема типа «В» регулирует мощность ротора.

Изолированный тип — это комбинация управления питанием и заземлением.

Статор

Статор — это неподвижное кольцо внутри генератора. Это коллектор силовых линий и компонент, в котором индуцируется ток и создает переменное напряжение. Статор имеет 3 цепи или фазы, которые используются для сбора индуцированного тока и поддержания постоянного выходного напряжения переменного тока. форма в схеме.Второй называется соединением треугольником, соединенным вместе на концах каждой петли и образующим на схеме треугольник. Обмотки статора, построенные по схеме треугольник, будут производить больший ток, поэтому это самый популярный генератор для тяжелых грузовых автомобилей.
Выпрямитель представляет собой теплоотвод и содержит 6 диодов, 3 положительных и 3 отрицательных. Диод — это односторонний электрический обратный клапан. Диод позволяет току течь только в одном направлении. Каждая петля статора подключена к одному положительному и одному отрицательному диоду выпрямительного моста.Когда переменный ток вырабатывается статором, отрицательная часть не может использоваться транспортным средством. Выпрямитель использует процесс преобразования, называемый полуволновым выпрямлением, при котором он удаляет отрицательную часть переменного тока и пропускает только положительную часть из генератора. Он может использоваться автомобилем в качестве постоянного тока для зарядки аккумуляторов и работы электрических систем.

Трио диодов

Трио диодов используется генератором переменного тока для внутреннего питания ротора.Когда генератор заряжается, он самодостаточен. Трио диодов имеет три диода для выпрямления отрицательного переменного тока, чтобы использовать выход статора для питания ротора.

Конденсатор

Конденсатор — это устройство хранения электроэнергии, такое как аккумулятор. Он сохраняет скачки напряжения и высвобождает напряжение, когда оно низкое. Три контура или фазы статора создают пульсирующее напряжение, поскольку каждый контур создает свое напряжение. Конденсатор в выходной цепи обеспечивает более плавное выходное напряжение генератора и меньший радиошум.

Вентилятор

За шкивом или внутри корпуса расположен вентилятор, который втягивает поток воздуха через генератор для охлаждения. По мере увеличения выходной силы тока увеличивается тепло в статоре и выпрямительном мосту.
Генератор приводится в действие системой ременной передачи.

Ремень

Клиновой ремень

используется для привода большинства генераторов переменного тока, но он был заменен змеевиком с автоматическим натяжителем.

Проверка генератора

В зависимости от конструкции генератора переменного тока для проверки внутренних компонентов требуется разное количество разборок.Генераторы переменного тока щеточного типа обычно требуют большей части разборки для проверки компонентов. Бесщеточные генераторы Delco Heavy Duty имеют пластину на задней стороне генератора для доступа к большинству компонентов для тестирования.

Разборка генератора

Это процедура для выполнения типичного ремонта генератора переменного тока серии AC Delco SI.

После снятия генератора с двигателя нанесите отметку на передней и задней половине концевых рам. Это поможет позже снова собрать генератор.

1. Снимите гайку, удерживающую шкив и вентилятор. Снимите шкив и вентилятор, а также все проставки на валу.

2. Выкрутите 4 сквозных болта, которые удерживают вместе две половины генератора.

3. Разъедините две половины, оставив статор с задней половиной.

4. При замене переднего подшипника выдавите ротор из передней концевой рамы. Снять болты упорной пластины и нажмите передний подшипник из.

5. Задний корпус содержит большинство компонентов. Три вывода статора соединяются болтами с выпрямительным мостом. Отверните три гайки, затем снимите статор с заднего корпуса.

6. Перед тем, как открутить остальные винты, удерживающие выпрямитель, щеткодержатель, трио диодов и регулятор напряжения, нарисуйте схему расположения изолированных винтов и неизолированных винтов. Примечание. Если винты вставить в неправильное положение, произойдет короткое замыкание генератора.

7. Выверните винты, которыми крепятся выпрямитель, щеткодержатель, диодное трио и регулятор напряжения.

8. Если необходимо заменить задний подшипник, выдавите его сейчас.

Тестирование компонентов генератора

• Осмотрите компоненты на предмет повреждений, коррозии и перегрева. Электрические детали, которые были перегреты, могут выглядеть черными и иметь запах горелого провода. Как правило, для проверки компонентов генератора следуйте приведенным ниже инструкциям.
• Ротор щеточного типа — это вращающийся элемент внутри генератора. Контактные кольца в задней части ротора соединены с каждым концом катушки ротора. С помощью омметра на самой нижней шкале проверьте 2 контактных кольца на целостность. Измеритель должен показывать очень низкое сопротивление на хорошей катушке ротора. Проверить целостность цепи между контактными кольцами и валом. Связи быть не должно.
• Ротор бесщеточного типа имеет неподвижную катушку ротора. С помощью омметра на самой нижней шкале проверьте 2 провода на целостность.Измеритель должен показывать очень низкое сопротивление на хорошей катушке ротора. Проверьте целостность цепи между катушкой и землей. Связи быть не должно.
• Статор — это неподвижное кольцо внутри генератора. Чтобы проверить обмотки статора, с помощью омметра на самых низких настройках, проверьте между каждым из проушин. Сопротивление должно быть очень низким. Проверьте проушины между проушинами и рамой статора, и соединения не должно быть.
• Выпрямитель невесты представляет собой теплоотвод и содержит 6 диодов.Выпрямительный мост делится на положительную (изолированную) и отрицательную (заземленную). Установив измеритель на функцию проверки диодов, поместите один измерительный провод на отрицательную сторону моста и проверьте диоды сначала в одном направлении, затем переключите провода измерителя и повторите проверку. Диоды должны течь в одном направлении, но не в другом. Переключитесь на положительную сторону и проведите тот же тест. Измеритель покажет количество милливольт, необходимое для включения диода. Неисправный диод будет читать в обоих направлениях или нет в обоих направлениях.
• Трио диодов имеет три диода для выпрямления отрицательного переменного тока и один вывод после диодов. При тестировании счетчика на диоде поместите один провод измерителя на одну сторону клеммы и проверьте все три провода на другой стороне. Поменяйте местами провода и повторите попытку Должны быть показания всех диодов в одном направлении, но нет показаний в другом направлении. Неисправный диод будет читать в обоих направлениях или нет в обоих направлениях.
• Регулятор напряжения обычно не может быть проверен. Работоспособность регулятора напряжения проверяется при работающем генераторе.Его задача — поддерживать напряжение между 13,5 и 14,2 вольт. Если напряжение выходит за пределы этого диапазона, может потребоваться регулятор напряжения.
• Конденсатор — это устройство хранения электроэнергии, такое как аккумулятор. Проверить конденсатор омметром. Между оболочкой и свинцом не должно быть непрерывности.

Тестирование и диагностика системы зарядки

Система зарядки запускается и заканчивается на батареях. Батареи должны быть проверены в первую очередь вместе с аккумуляторными кабелями.Если генератор проверяется без знания состояния других частей системы, это может привести к замене исправного генератора или по-прежнему существует проблема. Чтобы найти проблему в любой системе, необходимо следовать логическому пути, чтобы устранить то, что хорошо, и найти то, что плохо. Если не соблюдать надлежащие процедуры тестирования, вероятным результатом будет неточный диагноз.

Тесты батарей

Выполните следующие тесты батарей, которые доступны для батарей, с которыми вы работаете, как описано в предыдущей главе.Это даст вам четкое представление о состоянии батареи. Прежде чем переходить к генератору, устраните любые проблемы с аккумулятором. Предыдущий концентратор охватывал тестирование и диагностику аккумуляторов (DIY Auto Service: Battery Diagnosis and Repair) для процедур и спецификаций.

Испытания падения напряжения в системе зарядки

Испытания на падение напряжения используются для проверки плохих соединений и чрезмерного сопротивления в цепи. Чтобы выполнить проверку падения напряжения генератора, двигатель должен работать.Следует соблюдать осторожность при работе с работающим двигателем.

Во многих случаях генератор разделяет кабели аккумуляторной батареи от стартера до аккумуляторных батарей. В некоторых случаях генератор подключается напрямую к батареям.

Для проверки падения напряжения генератора:

1. Подключите вольтметр от положительного полюса аккумулятора к положительному выводу генератора при работающем двигателе. Запишите показания в вольтах.

2. Подключите вольтметр от отрицательного вывода аккумуляторной батареи к отрицательному выводу или корпусу генератора при работающем двигателе.Запишите показания вольт.

3. Сложите два показания вместе. Они превышают 0,5 вольт?

4. Превышает ли какое-либо значение 0,25 вольт?

5. Если ответ на вопрос №3 или №4 — да, выполните большее падение напряжения, расположив провода измерителя ближе друг к другу, чтобы найти основной источник или источники падений напряжения.

6. Если ответ на вопрос №3 или №4 отрицательный, значит проблемы с соединениями, кабелями или коррозией в цепи генератора отсутствуют.

Тесты выходной мощности генератора

Тесты выходной мощности генератора

Испытание генератора следует проводить при скорости вращения двигателя 1500 об / мин. Электропроводка генератора переменного тока может быть полностью подключена к батареям, или генератор переменного тока может быть подключен к положительному и отрицательному стартеру, который соединит кабели аккумулятора с батареями. Аккумуляторы могут быть подключены к стартеру одним или двумя положительными кабелями и одним или двумя отрицательными кабелями.Для получения точных результатов зажим индуктивного усилителя должен быть на всех положительных кабелях или на всех отрицательных кабелях. Поскольку сила тока одинакова везде в цепи последовательного пускателя, ее можно измерить как на положительном, так и на отрицательном кабелях, при условии, что все положительные или отрицательные кабели находятся в зажиме усилителя. Тестер НДС прикреплен к батарее и индуктивному проводу вокруг отрицательного или положительного кабеля. Типичный зажим для усилителя НДС подходит только для одного кабеля, поэтому, если имеется более одного кабеля, вам может потребоваться другой зажим для усилителя или измеритель с зажимом большего размера.

Для проведения теста:

1. Подключите НДС.

2. Запустите двигатель и дайте ему поработать со скоростью 1500 об / мин.

3. Используя нагрузку на НДС, заряжайте батареи до тех пор, пока напряжение батареи не станет около 12,5 В, и наблюдайте за показаниями силы тока. _________ А

4. Сравните показание со спецификацией _______________A (Спецификация)

5. Выходная сила тока должна быть в пределах 10% от номинальной мощности генератора.Пример: генератор переменного тока на 130 А должен иметь выходную мощность не менее 117 Ампер.

6. Если все остальные тесты батарей и падения напряжения пройдены, это обычно означает, что генератор неисправен. Проскальзывание шкива или ремня также может привести к снижению выходной мощности.

Испытания напряжения генератора

Регулятор напряжения контролирует диапазон напряжения генератора. При работающем двигателе проверьте напряжение генератора на аккумуляторах.Оно должно быть от 13,5 до 14,2 вольт. Если напряжение находится вне этого диапазона, проблема может быть в регуляторе напряжения.

.

Как проверить генератор менее чем за 10 минут

Нужно проверить генератор? Мы команда сертифицированных механиков ASE, которые создали это руководство для вас, чтобы вы могли сэкономить деньги или хотя бы увидеть, что вы оплачиваются при сдаче автомобиля в ремонт. Это простое руководство покажет, как легко проводить тестирование генератор есть при использовании вольтметра. Даже если у вас нет измерителя, вы все равно можете увидеть, генератор заряжается, наблюдая за фарами, описанными на внизу руководства.

Что идет не так?

Ваш генератор отвечает за зарядку аккумулятора вашего автомобиля и электрическая система находится под напряжением, когда автомобиль находится в эксплуатации. Когда это не удается вы будете медленно терять электроэнергию, пока двигатель не перестанет работать из-за недостаточное напряжение, которое управляет системой зажигания, которое может оставить вас застрял.

Каждый раз, когда у вас загорелся индикатор заряда батареи или вы только что заменили генератора или аккумулятора следует выполнить тест выходного напряжения.Дополнительные причины для тестирования включают жужжание радиопомех через динамики. сигнализирует, что диоды генератора вышли из строя и пропускают переменное напряжение в систему. Мы объясним, как это проверить, позже в руководстве.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Если аккумулятор слишком заряжен, это вызовет химическую реакцию, которая пахнет серой, указывая на то, что регулятор напряжения вышел из строя, что позволяет системе работать. завышена.Когда генератор выходит из строя, не только загорается индикатор батареи, но и может быть вызвана проверка двигателя. или сервисный двигатель скоро должны загореться сигнальные лампы.

Никогда не отсоединяйте аккумулятор при работающем двигателе, чтобы проверить систему зарядки. Это может вызвать серьезную неисправность электрической системы, например, короткое замыкание на главный компьютер. Снятие кабеля аккумулятора для проверки системы зарядки было используется для автомобилей, выпущенных до 1976 года, а не для современных автомобилей. Батарея используется как гаситель электрического удара, который поддерживает стабильность системы.Если вы удалите кабель аккумулятора, это вызовет скачок напряжения, который может повредить основные электрические компоненты как компьютер.

Начало работы

Начните тестирование с автомобиля на ровной поверхности, с выключенным двигателем и припаркованным в аварийной ситуации. комплект тормозов. Хотя и без вольтметра можно посмотреть, меняется ли генератор. делать это нужно будет ночью при свете фар. Лучше всего иметь вольтметр, который можно приобрести на Amazon примерно за 25 долларов.00 баксов, если вы этого не сделаете уже есть.

Змеевиковый ремень используется для поворота статора генератора, который создает напряжение необходимо. Если ремень изношен или ослаблен, в нем будет подано напряжение. от генератора слабый и может также издавать громкий визг при ускорении двигателя. Протянуть руку вниз и проверьте натяжение ремня, которое следует обучить. Если ремень ослаблен, проверьте змеевиковый натяжитель ремня, у которого может быть сломана пружина, которую необходимо заменить.

Начнем тестирование!

Вы будете проверять генератор на батарее при работающем двигателе. поэтому надевайте перчатки и защитные очки, чтобы быть в безопасности.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Шаг 1: Подготовка вольтметра

Переключите вольтметр в положение V для проверки постоянного тока, которое показано прямой линией с ломаной под ней. Позвольте глюкометру найти это чтение.000 вольт. Если счетчик существует какое-то время, это хорошая идея открыть и заменить аккумулятор. Это поможет счетчику больше узнать точно и подготовьте глюкометр к испытаниям.

Найдите аккумулятор, который в большинстве случаев находится под капотом, но в некоторых автомобилях их под задним сиденьем или в багажнике. Если у вас есть набор зажимов типа «крокодил», которые идут в комплекте с глюкометром, вы можете заменить его. их для стандартных точечных датчиков, которые упрощают тестирование, но не нужно.Вы можете просто поднести тестовые щупы к каждой батарее. клеммы во время теста.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Определите отрицательную (черный) и положительный (красный) полюсы аккумулятора. Если оба цвета красные или Черный цвет относится к самой батарее для маркировки, обозначающей полярность + или -. Затем прикрепите провода вольтметра или просто удерживайте провода на батарее. терминалы.

Вольтметр покажет напряжение батареи @ около 12.От 2 до 12,6 вольт. Если аккумулятор разряжается, эти показания будут ниже и могут составлять от 6,5 до 10,8 вольт. Если да, то батарея будет необходимо пройти нагрузочное тестирование, заряжено или заменены перед началом тестирования.

Шаг 2: Проверка выходного напряжения генератора

Попросите помощника запустить двигатель и удерживать обороты чуть выше холостого хода примерно на 1500 и наблюдать за счетчиком. Оно должно читаться между 13.6 и 15,8 вольт в зависимости от состояния аккумулятора и состояние заряда. Если напряжение на измерителе остается прежним или падает, когда двигатель запущен, генератор не заряжается. Затем вы должны проверить панель предохранителей на предмет перегоревших предохранителей и осмотреть провода в жгуте, идущем к генератору. Если все проверяется в Генератор неисправен и требует замены.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Следующим этапом тестирования является испытание под нагрузкой генератора, чтобы убедиться, что он выдерживает при интенсивном использовании.Пока вольтметр еще подключен, а двигатель еще на повышенных оборотах включить фары и кондиционер. Это потребует нагрузка на электрическую систему, которая заставит генератор работать на максимуме вывод. Если напряжение начинает падать, значит, устройство слабое и требует замены.

Шаг 3: Тестирование диодов

При выходе из строя диодного блока генератора может происходить утечка переменного напряжения, что может вызвать сбои в электрической системе, в том числе вызывая преждевременный выход из строя батареи.Это также может привести к тому, что другие электрические компоненты типа радио и манометры действуют странно. Чтобы проверить это условие, переключите вольтметр на переменный ток. напряжение при двигателе около 1200 об / мин, счетчик должен показывать 0 вольт. Если присутствует напряжение, один или несколько диодов вышли из строя, и следует заменить генератор.

Пожалуйста, посмотрите следующее видео ниже, чтобы увидеть, как один из наших механиков проводит тест. Последующий информация относится ко всем автомобилям с двигателями внутреннего сгорания.

Дополнительное тестирование без вольтметра

Для этого теста вам нужно подождать до вечера, чтобы вы могли увидеть яркость фар, лучшая ночью. Затем поверните автомобиль включенные фары при выключенном двигателе, а затем следить за яркостью фар, затем запустите двигатель. Уровень яркости должен на мгновение исчезнуть, когда двигатель заводится, но затем становится ярче, чем когда двигатель не работал, сообщая вам, что генератор заряжается.Если вы все еще не можете сказать, вам понадобится вольтметр. Этот тест будет не работает для светодиодных фар.

Признаки отказа системы зарядки

• Мертвый аккумулятор
• Контрольная лампа батареи на
• Двигатель медленно проворачивается с последующим громким щелчком
• Двигатель глохнет при движении

Генератор не может поддерживать максимальную мощность в течение длительного периода времени, он будет перегреться и выйти из строя.Закороченный или старый аккумулятор может вызвать преждевременный отказ системы зарядки. поэтому рекомендуется заменить аккумулятор одновременно с генератором, если он три года и старше. Избегайте ненужных искр возле аккумулятора. Это остановить случайное воспламенение водородных газов внутри батареи, вызывающее ее взорваться. Этот кондиционер обычно присутствует, когда вы чувствуете запах серы, вызывающий водородные газы.

Вас могут заинтересовать:

Есть вопросы?

Если вам нужна дополнительная информация, посетите наш форум, где наши механики ответили на тысячи генератор вопросы или спросите одного из наших механиков, Мы будем рады помочь.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 11.06.2018

.

Поиск и устранение неисправностей генератора и проблем системы зарядки

Эти серии проверок системы зарядки помогают диагностировать общее состояние вашей системы зарядки. Они могут помочь вам подтвердить, что у вас действительно есть проблема в системе зарядки, и определить источник проблемы.

1. Проведите визуальный осмотр системы

При выключенном двигателе откройте капот и визуально осмотрите различные компоненты системы зарядки. Ищите изношенный или ослабленный приводной ремень, проблемы с подключением генератора, ослабленные крепежные болты генератора, а также коррозию и грязь вокруг корпуса аккумулятора и кабелей.

При осмотре приводного ремня проверьте его регулировку. При необходимости отрегулируйте ремень с помощью инструкции по эксплуатации или ремонту вашего автомобиля. Осмотрите ремень на предмет наличия трещин, порезов, блестящих пятен, износа или других признаков износа или повреждения. Заменяйте ремень и натяжитель ремня с интервалом, рекомендованным производителем.

2. Проверьте наличие проблем с проводкой

Осмотрите провода и соединения на задней панели генератора, на удаленном регуляторе напряжения (если применимо) и на аккумуляторе.Обратите внимание на коррозию разъемов, поврежденные провода, а также обгоревшую или отсутствующую изоляцию, которая может указывать на короткое замыкание.

3. Сделайте это, если индикатор горит постоянно или горит и гаснет

Выполните следующие шаги:

• Запустите двигатель и задействуйте аварийный тормоз. Установите коробку передач на нейтральную (ручную) или парковочную (автоматическую).
• Подключить вольтметр к клеммам аккумулятора.
• Наблюдая за дисплеем вольтметра, начните шевелить проводами сзади генератора, аккумулятора и удаленного регулятора напряжения (если он есть).
• Если показание напряжения на дисплее измерителя повышается при покачивании одного из проводов, вы обнаружили плохой электрический провод или соединение.

Вместо того, чтобы использовать вольтметр, вы можете попросить помощника наблюдать за световым индикатором на панели приборов, чтобы увидеть, гаснет ли он, когда вы двигаете различными проводами и разъемами. Как только свет погаснет, вы нашли неисправный разъем или провод.

4. Проверьте шум генератора

Неисправные подшипники генератора, выпрямители, вал ротора, обмотка статора, контактные кольца, щетки и другие детали внутри генератора с механическими или электрическими проблемами могут стать шумными.

Вот тест, который вы можете сделать: используйте длинный вакуумный шланг, чтобы прислушаться к шуму генератора. Шланг усилит шум, исходящий от генератора. Но будьте очень осторожны с движущимися частями во время этого теста.

• Запустить двигатель.
• Приложите один конец шланга к уху, а другой конец проведите вокруг разных точек корпуса генератора.
• Прислушайтесь к ноющим шумам (это может указывать на неисправный диод или перезарядку), скрежету (плохой подшипник), визгу или другим ненормальным шумам.При необходимости проверьте свой генератор.

5. Проверка на недостаточную и избыточную зарядку

Следующие три теста лучше всего проводить с помощью тестера нагрузки, но вы все равно можете использовать цифровой вольтметр. Вы делаете это, измеряя напряжение в системе при загрузке системы.

5а. Сначала измерьте базовое напряжение батареи, чтобы убедиться, что она полностью заряжена.

• Включите дальний свет на 10 секунд, а затем выключите его.
• Подождите две минуты
• Измерьте напряжение аккумулятора на выводах аккумулятора с помощью цифрового мультиметра. Вы должны получить от 12,4 до 12,6 В. Это означает, что ваш аккумулятор полностью заряжен. Если вы получаете показание ниже 12,4 В, зарядите аккумулятор, прежде чем продолжить.

5б. Измерьте напряжение холостого хода системы зарядки

• Попросите помощника запустить двигатель и удерживать частоту вращения двигателя около 1500 об / мин.
• Измерьте напряжение на батарее с помощью цифрового мультиметра.Вы должны получить от 0,5 до 2 вольт выше, чем базовое напряжение. Если вы получаете напряжение более чем на 2 В выше базового напряжения, скорее всего, ваш генератор перезаряжает аккумулятор или аккумулятор неисправен. Другие потенциальные проблемы — неисправный регулятор напряжения или проблема в проводке системы зарядки. В рамках проверки проводки см. Раздел «Поиск и устранение неисправностей при необычных падениях напряжения в системе зарядки» ниже.

5с. Измерьте напряжение нагрузки системы зарядки с помощью измерения сильноточной системы.

• Попросите помощника запустить двигатель и удерживать обороты двигателя около 2000 об / мин. Включите все электрические аксессуары, такие как кондиционер, электродвигатель вентилятора, фары, обогреватель, дворники. Но не включайте обогрев лобового стекла, если он есть в вашем автомобиле; напряжение генератора может превысить 100 В, и это может быть небезопасно.
• Снимите напряжение на выводах аккумуляторной батареи. Ваше значение должно быть как минимум на 0,5 В выше базового напряжения, чтобы ваша система соответствовала требованиям электрической системы.В противном случае система зарядки не сможет удовлетворить потребности и зарядить аккумулятор. Эта неисправность может указывать на неисправный генератор или регулятор напряжения. Ознакомьтесь с разделом «Устранение неисправностей при необычных падениях напряжения в системе зарядки» ниже, чтобы проверить наличие проблем с проводкой, которые могут привести к этому состоянию.
• ПРИМЕЧАНИЕ: Эти измерения соответствуют температуре окружающей среды около 70º F. Зарядное напряжение будет увеличиваться при понижении температуры, а зарядное напряжение будет уменьшаться при повышении температуры.Так что имейте это в виду при проведении измерений.

6. Проверьте утечку переменного напряжения генератора

В генераторах

используются диоды для преобразования переменного тока, вырабатываемого генератором, в постоянный. Когда один или несколько диодов выходят из строя, генератор переменного тока может вызвать самые разные проблемы. Например, утечка переменного напряжения может привести к потускнению света и потере заряда аккумулятора. Обычно эту утечку можно обнаружить, измерив напряжение переменного тока на выводах батареи с помощью цифрового мультиметра.

• Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.
• Установите стояночный тормоз и трансмиссию в положение «Парковка» (автомат) или нейтраль (вручную).
• Установите измеритель на низкое напряжение переменного тока и проведите измерение.
• Если вы обнаружите даже небольшое напряжение переменного тока, замените генератор.

После того, как вы определили состояние системы, вы можете перейти к следующему разделу, чтобы сосредоточиться на потенциальных проблемах, которые могут вызывать состояние системы зарядки.

.

No related posts.