Elektros Generatorius (52 Nuotraukos): Elektros Srovės Generatoriaus Veikimo Principas, Tipai, Iš Ko Jis Susideda Ir Kaip Pasirinkti

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 05:49

Žinoti viską apie elektros generatorius būtina ne tik inžinieriams, gamybos organizatoriams ir įvairiems vadovams, kaip jie dažniausiai tiki. Elektros srovės generatoriaus veikimo principo išmanymas yra pagrindinės bendros šiuolaikinio pasaulio kultūrinės žinios. Suprasdami generatorių tipus, iš ko jie susideda, kaip pasirinkti įrenginį, galite žymiai pagerinti savo gyvenimą ir garantuoti komfortą net ir staiga nutrūkus elektros tiekimui.

Kūrimo istorija

Neįmanoma tiksliai pasakyti, kurie specialistai išrado elektros generatorių - daugelis inžinierių ir elektros inžinierių prie jo dirbo dešimtmečius. Darbas prie tokios technikos tęsiasi net XXI amžiuje, kai, atrodo, nieko reikšmingo negalima pridėti . Lemiamas žingsnis kuriant generatorių buvo elektrinio lauko ir magnetinės adatos sąveikos atradimas 1820 m. Pamažu pavyko atrasti, kad elektros srovė gaunama tik judančiame magnetiniame lauke arba kai jame juda laidininkas. Tokio atradimo garbę dalijasi Anjos Yedlik (Austrija, 1827) ir Michaelas Faraday (Anglija, 1831).

Nors pirmasis buvo vengrų mokslininkas, jo kolegos iš Britanijos pastangos buvo kur kas garsesnės . Būtent jis nuodugniai ir visapusiškai ištyrė elektromagnetinę indukciją, o ne tik bandė sukurti konkretų mechanizmą. Be to, Yedlikas galėjo pereiti nuo prototipų prie visavertės dinaminės mašinos tik 1850-aisiais. Tačiau Michaelas Faradėjus elektros generatorių (nors vis dar netobulą) sukūrė dar 1831 m. „Dinamo“mašinos istoriškai buvo pirmo tipo, tačiau dėl komutacijos dydžio ir sudėtingumo jie paliko vietą.

Pirmosios elektros mašinos Rusijoje išradimo metai yra 1833 m. Tuo pačiu metu Emmanuelis Lenzas atrado sistemų grįžtamumą - vienas aparatas gali būti naudojamas tiek gamybai, tiek kaip elektros variklis.

Bet archajiška baudžiava neleido pasinaudoti perspektyviais įvykiais, ir netrukus prioritetas neatšaukiamai atiteko pramoniniu požiūriu išsivysčiusioms valstybėms . Iki 1851 m. Visi generatoriai buvo gaminami tik naudojant nuolatinius magnetus; per ateinančius 16 metų buvo galima padidinti galią dėl paprastų elektromagnetų. 1866–1867 metais keli kūrėjai iš karto pristatė elektrines mašinas su savaime sužadinamais magnetais.

Belgijos ir prancūzų išradėjo Zenobo Grammo generatorius, pastatytas 1870 m., Pirmą kartą buvo plačiai naudojamas pramonės reikmėms . Kai atsirado dyzelinis variklis, neatpažintas kūrėjas suprato, kaip jį naudoti kaip generatorių. Jau 1920 -aisiais dyzeliniai generatoriai buvo pradėti aktyviai naudoti pramonėje. Ketvirtojo dešimtmečio fizikų tyrimai paskatino sukurti magnetohidrodinaminius generatorius. Tačiau tokios sistemos gali būti naudojamos tik didelėse elektrinėse, nėra perspektyvos jas naudoti buityje.

Prietaisas ir veikimo principas

Bet kuris elektros generatorius mechaninį impulsą paverčia elektros srove. Jis gaunamas sukant vielos ritę, įdėtą į magnetinį lauką. Ritė yra padalinta į dvi pagrindines dalis: standžiai pritvirtintą magnetą ir vielos rėmą. Abu ritės galai yra mechaniškai sujungti slydimo žiedu, slystančiu ant anglies šepetėlio. Šis šepetys praleidžia elektros srovę.

Generatoriaus veikimo principas taip pat reiškia, kad besisukančios dalies generuojamas impulsas eina į vidinį kontaktinį žiedą . Tai atsitinka būtent tuo metu, kai dalis rėmo praeina netoli magnetinio šiaurinio krašto. Kintamosios srovės šaltinis paprastai veikia vadinamosios stiprios srovės generavimo principu.

Jis turi tik vieną magnetą, tačiau jis juda aplink kelias apvijas. Verta paminėti, kad automobilių generatorius yra išdėstytas kiek kitaip.

Jis pradeda veikti užvedus uždegimo sistemą . Šiuo metu srovė per slydimo žiedus patenka į šepečio mazgą ir į sužadinimo sistemą. Ten jis sukuria magnetinį lauką. Prie alkūninio veleno prijungtas rotorius sukuria elektromagnetinius virpesius. Atsukimo terminale sukuriama kintama indukuota srovė. Savaime sužadinamo generatoriaus sukimosi dažnis padidėja iki tam tikro lygio, o po to įjungiamas lygintuvas.

Nors pagrindinis srovės generavimo principas yra magnetinio lauko, rotoriaus ir statoriaus sąveika, įvairūs mechaninės energijos šaltiniai gali pasukti judančią dalį. Jie gali būti:

• tekantis vanduo;
• karštas garas;
• vėjas;
• vidaus degimo varikliai.

Sinchroninis generatoriaus tipas išsiskiria statorių ir rotorių sukimo dažnių sutapimu. Nuolatinis magnetas naudojamas kaip rotorius. Įjungus įrenginį, rotorius pradeda kurti silpną lauką. Kai tik apsisukimai didėja, pradedama kurti didelė elektros jėga. Impulsas praeina per įtampos reguliatorių ir siunčiamas į elektros tinklą.

Sinchroninė grandinė leidžia stabilizuoti skleidžiamos srovės parametrus. Tačiau yra didelė elektros perkrovos tikimybė. Be to, šepetėlių agregatą reikia prižiūrėti, o tai iš karto padidina vartotojų išlaidas.

Asinchroniniai modeliai nuolat veikia lėtėjimo režimu. Rotorius sukasi anksčiau laiko, o jo orientacija sutampa su statoriaus sukurto magnetinio lauko orientacija. Rotoriai gali būti faziniai arba voverės narvelio variantai.

Asinchroninių prietaisų magnetinio lauko reguliuoti negalima . Todėl srovės dažnį ir srovę tiesiogiai lemia aparato apsisukimų skaičius. Pastaraisiais dešimtmečiais svarbų vaidmenį atliko elektrocheminiai generatoriai, generuojantys vandenilio srovę. Juos bandoma naudoti automobiliuose, tačiau iki šiol nepavyko išstumti vidaus degimo variklio. Kita generatoriaus versija - saulės baterija veikia fotoelektriniu efektu.

Peržiūrėjo

Pagal autonomiją

Itin autonominis tipas - tai rankinės jėgainės. Juose mechaninis judesys gaunamas dėl operatoriaus raumenų jėgos. Žinoma, nereikia tikėtis didelio našumo ir ilgalaikio veikimo . Bet jūs galite užtikrintai gauti srovę bet kurioje situacijoje, kai negalite naudoti nei kuro, nei vėjo, nei vandens energijos. Todėl tokius generatorius galima įtraukti į orlaivių avarinius rinkinius, avariniais atvejais naudoti ekspedicijose, kariuomenėje ir pan. Sąlygiškai autonominiai elektromagnetiniai įtaisai - ant benzino pavaros.

Pagal fazių skaičių

Yra vienfaziai ir trifaziai įrenginiai. Namuose ir butuose trifazis maitinimas retai reikalingas. Išimtis yra seni varikliai, pirties kaitinimo elementai ir panaši įranga.

Vienfazių vartotojų prijungimas prie trifazio generatoriaus turėtų būti atliekamas pagal vienodo paskirstymo taisyklę.

Paprasta nykščio taisyklė sako: jei tinklas sunaudoja 20 kW ar mažiau, trijose fazėse nėra prasmės.

Pagal veikimo režimą

Pagrindiniai naudojami prietaisai yra skirti veikti nuolat. Paprastai jie varomi dyzelinu, nors yra išimčių. Tokia įranga gali tiekti maitinimą visą parą, o būtent ji yra sumontuota didelėse elektrinėse ir šiluminėse elektrinėse . Budėjimo režimo generatorių modeliai yra skirti avarinėms situacijoms (kai staiga nutrūksta maitinimas). Darbas taip pat kartais vyksta be pertraukų, bet tik kelias valandas.

Pagal taikymo sritį

Buitiniai generatoriai pateikiami plačiame asortimente. Beveik visi jie tiekia vienfazę srovę. Įprastos vertės yra 220 V, 50 Hz. Galingiausi buitiniai prietaisai netgi naudojami suvirinimui, taip pat mažų dirbtuvių ir autoservisų maitinimui.

Svarbu: dokumentacijoje turi būti nurodyta galimybė naudoti suvirinimui - priešingu atveju rizika yra labai didelė.

Gamybai reikalingi galingi stacionarūs elektros generatoriai. Jie taip pat naudojami:

• dideli statybos projektai;
• mikrorajonai;
• tvirtos kotedžų gyvenvietės;
• uostai;
• geležinkelio stotys;
• ligoninės;
• švietimo įstaigos;
• biurų centrai.

Buitinių prietaisų klasifikacija

Benzinas

Vėjo ar tekančio vandens varomos sistemos aptinkamos tik daugiau ar mažiau didelėse elektrinėse. Juos naudoti lauko (žygių) sąlygomis ir net tiesiog namuose nėra taip paprasta. Tai ypač pasakytina apie hidrogeneratorius. Kalbant apie šilumines elektrines, skirtas privačiam naudojimui, jos beveik visada veikia benzinu ir išskiria ribotą galią, galingesnių nei 20 kW įrenginių galima rasti retai . Paprastai jie naudoja AI-92 benziną, AI-76 ir AI-95 galima naudoti tik retkarčiais, ir net tada nerekomenduojama.

Dyzelinis

Įrenginiai, kuriuose naudojami dyzeliniai degalai, kartais sukuria iki 3 MW srovės. Jie suteiks energijos net dideliam atostogų kaimui su garažais ir panašia infrastruktūra.

Dyzeliniai generatoriai yra mobilios arba stacionarios konstrukcijos. Tokių produktų asortimentas yra labai didelis ir akivaizdžiai patenkina bet kokį poreikį.

Netgi gana silpni modeliai tinka tiekti srovę į suvirinimo aparatus.

Gamintojai

Šiuolaikiniai Rusijoje pagaminti elektros generatoriai užtikrintai meta iššūkį užsienio produktams. Populiariausi prekės ženklai yra šie:

• „Svarog“;
• „Kalibras“;
• Energomash;
• Energo.

Rusijos tiekėjų asortimentas apima ir buitines versijas, kurių galia yra 1000–2000 W, ir rimtus pusiau pramoninius mėginius, kurių galia yra iki 5000 W . Galiausiai yra dar žymiai galingesnių modelių, kurie padės statybininkams ir gamybos organizatoriams. Daugelyje Rusijos Federacijoje pagamintų generatorių yra sumontuota pažangi valdymo ir stebėjimo elektronika, kuri stebi techninius parametrus. Tačiau yra ir paprastesnių versijų - kurios yra daug stabilesnės sunkiomis sąlygomis. Galiausiai Rusijos įmonių produktai tikrai bus prieinami vartotojams.

Buitinį segmentą vaizduoja, pavyzdžiui, EG-87220 modelis. Jai suteikiama 14 mėnesių garantija. Daugeliu atvejų pakanka 15 litrų degalų bako, tačiau automatinio paleidimo nepateikiama.

Didžiausia galia siekia 2200 vatų. Darbinė įtampa - numatoma 220 V.

Puikius generatorius taip pat tiekia prancūzų kompanija SDMO . Apskritai, ji yra viena iš pasaulio lyderių įvairių tipų ir galingumo elektros generatorių gamyboje. Galite lengvai rasti SDMO benzininę jėgainę, galinčią išspręsti beveik bet kokią įsivaizduojamą užduotį. Jie siūlo patrauklų našumą. Prancūzijos koncerno asortimentas apima modelius su specialiais rėmais, slopinančiais vibraciją. Įrengtas puikiais elektroniniais komponentais.

Dėmesys atkreipiamas į K10M modelį . Jis tiekia 230 V įtampą ir yra valdomas nuotolinio valdymo pultu. Pateikiamas maitinimo jungiklis, galimybė dirbti - 30 laipsnių. Ant rėmo sumontuota antivibracinė sistema. Taip pat yra 12 V įkrovimo generatorius.

Konkuruojanti bendrovė „Caiman“į Rusijos rinką įėjo palyginti neseniai . Tačiau ji jau sugebėjo kuo įtikinamiau pademonstruoti savo produktų privalumus. Jo modeliai skirti minimaliam triukšmui ir gali būti saugiai montuojami net namo viduje. Visi šio prekės ženklo generatoriai atitinka aukščiausius aplinkosaugos standartus. Žinoma, „Caiman“asortimente yra įvairaus pajėgumo ir dydžio prietaisų.

Šis prekės ženklas gali pasigirti „Expert 3010X“modeliu. Jis turi pažangią oro aušinimo parinktį. Paskirstymo velenas naudoja patobulintą grandinės pavarą.

Filtras užtikrina, kad generatorius įsijungtų net labai dulkėtose vietose. Automatika užtikrins, kad paleisti be alyvos neįmanoma. Taip pat verta paminėti:

• pora išėjimų, apsaugotų nuo drėgmės;
• baterijos veikimo garantija iki 210 minučių;
• apgalvota aušinimo įranga;
• puiki šepetėlių sistema, nereikalaujanti sudėtingos priežiūros.

Vokietijos gamintojas „Endress“užima labai geras pozicijas rinkoje. Pačioje Vokietijoje, kuri jau daug pasako, jos prietaisai yra nepaprastai populiarūs. Įmonė aktyviai naudoja pažangius kompleksinius sprendimus. Kaip ir ankstesni tiekėjai, asortimentas apima visą maitinimo šaltinių pasirinkimą. Pagrindinės modelių dalies galia svyruoja nuo 1500 iki 9000 W. Beveik visi „Endress“įrenginiai gali tiekti 220 ir 380 V.

Geras pavyzdys yra „ESE 404 YS Diesel“ . Ši versija yra vertinama dėl patikimumo ir mažų degalų sąnaudų. Prietaiso galia siekia 3, 9 kVA. Vienfazio generatoriaus įtampa yra 230 V. Elektros apsauga yra IP23.

Kalbant apie Vokietijos tiekėjus, būtų kvaila ignoruoti kitą populiarų prekės ženklą - „Fubag“ . Jo elektros generatoriai yra tos pačios kokybės kaip bent jau garsesnė suvirinimo įranga. „Fubag“specialistams rūpi ne tik techninės charakteristikos, bet ir originalus dizainas, kuris palengvina aptarnavimą. Šio prekės ženklo generatoriai formaliai priklauso profesionalų kategorijai. Tačiau jie ne mažiau sėkmingai naudojami privačiame sektoriuje.

Atvira vienfazė jėgainė DS 16 A ES naudoja iki 13,6 kVA srovę, naudodama 51 litro baką. Įrengtas oro pašildymas.

Dizaineriai pasirūpino apsauga nuo perkrovos, elektrinės varžos lygis yra IP23. Keturių cilindrų įrenginys užtikrina 54 A. srovę. Esant 75%apkrovai, prietaisas veiks iki 10 valandų.

Rusijos vartotojai jau seniai įvertino „Resanta“prekės ženklo elektros generatorių pranašumus. Jie giriami už:

• aukštųjų technologijų detalės;
• aptarnavimo paprastumas;
• puikus svorio ir galios santykis;
• išėjimo įtampos stabilumas.

Asortimente išsiskiria benzinu varomas „BG 4000 R“modelis. Galia - 3 kW, degalų rūšis - AI -92. Sinchroninė šepetėlių sistema veikia nepriekaištingai, informaciją vartotojui pateikia ekranas. Uždegimo žvakės raktas, rankenėlė yra komplekte. Tiesą sakant, gamyba vykdoma Kinijoje.

Tarp Kinijos firmų ELITECH prekės ženklas išsiskiria palankiai . Mūsų šalyje jis žinomas nuo 2008 m. Tokie generatoriai yra ne tik aukštos kokybės, bet ir nepretenzingi bei universalūs. ELITECH gaminiuose naudojamos naujausios technologijos, todėl įmonei pavyko atstumti daugelį buvusių rinkos lyderių. Šios įmonės dujų generatoriai išsiskiria kombinuotu paleidimu, jie gali būti pagaminti stacionariai arba mobiliai.

Paprasto buitinio generatoriaus pavyzdys yra BES 950 R . Turėdamas 4, 4 litrų talpos baką, jis užtikrina 2, 8 A. Srovės stiprumas yra 2, 8 A. Paleidimas vyksta rankiniu režimu. Automatika stebi alyvos lygį ir prireikus išjungia įrenginį. Viršutinio vožtuvo dviejų taktų variklis turi vieną oru aušinamą cilindrą. Garsas pasiekia 56 dBA. Skirtingai nuo prekės ženklų, norvegų elektros generatoriai nėra verti ypatingo paminėjimo:

• Makita;
• Hitachi;
• „Hyundai“;
• Kipor;
• Reindžeris.

Kaip išsirinkti?

Pirkti „tiesiog tylų“įrenginį nėra visiškai pagrįsta. Taip pat galingiausias prietaisas. Pirmiausia turite nuspręsti, kokiu tikslu generatorius bus naudojamas:

• sezoninio maitinimo šaltinyje;
• kaip atsarginis apsauginis tinklas;
• kaip skubus sprendimas;
• kaip nuolatinis energijos šaltinis.

Turistams, medžiotojams, žvejams ir daliai komercinių vartotojų teisingiau rinktis mobilųjį generatorių. Jis tiks ir vasaros gyventojams. Tačiau prietaiso galia yra kritinė. Ji turi būti subalansuota: silpna technika „neištrauks“užduoties, o pernelyg stipri technika eikvos išteklius.

Reikiamo rodiklio nustatymas padeda atsižvelgti į paleidimo srovės koeficientą, taip pat prietaisų padalijimą į svarbius ir nelabai svarbius (dulkių siurblių, skalbimo mašinų, lygintuvų, mikrobangų krosnelių pridėti nebūtina).

Fazių skaičius taip pat yra labai svarbus. Iš vienfazio generatoriaus galima maitinti tik vienfazius prietaisus. Tačiau buitiniam ir priemiestiniam naudojimui tai nėra per daug svarbu. Turi būti imami trijų fazių modeliai, skirti įrengti statybvietes, pramonės įmones ir atskiras jų dirbtuves. Svarbu: jie atiduoda ne daugiau kaip 1/3 galios vienai fazei.

Kitas svarbus aspektas yra naudojamas kuras . Benzino modelis leis jums tiekti srovę į namus periodinių gedimų atveju. Šie prietaisai yra kompaktiški, palyginti lengvi ir mažai triukšmo. Juos aktyviai naudoja mažos komercinės įmonės - tiek gamyboje, tiek prekyboje. Dyzelino modifikacijos yra brangios, kelia daug triukšmo, tačiau jos išskiria daug srovės ir gali ilgai veikti be pertrūkių. Modeliai yra vertingi ten, kur trūksta elektros tinklų.

Dviejų degalų versijos bus ekonomiškesnės ir universalesnės nei kitos. Paprastai jie varomi benzinu ir dujomis, o perjungimas yra lengvas.

Balionu suskystintos dujos yra žymiai pigesnės nei benzinas . Šis režimas yra dar naudingesnis prijungus prie greitkelio. Asinchroniniai įtaisai skirti maitinti atvirame ore, jie taip pat turėtų būti naudojami ypač drėgnose patalpose.

Tačiau problema ta, kad generatoriai be šepetėlių nežino, kaip tiekti nepriekaištingai aukštos kokybės srovę su optimalia sinusine banga. Buitinę techniką ir kompiuterius geriausiai maitina sinchroniniai įrenginiai. Net jautrumą dulkių pažeidimams pateisina stabilūs parametrai ir didelės srovės charakteristikos. Varis suvyniotas generatorius yra brangesnis, tačiau jis daug geriau praleidžia šilumą ir turi puikią galią. Be to, turėtumėte atkreipti dėmesį į:

• AVR sistemos buvimas (be jos elektros srovės šuoliai gali sugadinti telefonus, planšetinius kompiuterius ir nešiojamuosius kompiuterius);
• rankinis arba elektrinis starterio tipas;
• galimybė automatiškai paleisti (o kartais ir sustabdyti);
• uždaras arba atviras dėklas (pirmasis variantas yra stabilesnis ir patikimesnis, tačiau jis gali perkaisti);
• variklio valandų skaičiavimas (leidžiama laiku atlikti techninę priežiūrą);
• degalų sąnaudos;
• apžvalgos;
• tiekėjo aptarnavimo galimybes.