Виды генераторов в зависимости от типа альтернатора. Типы генераторовВиды генераторов для электростанций
Базовая основа для установок, которые генерируют электричество при помощи электромагнитов, была разработана британским экспериментатором и физиком Майклом Фарадеем в 1831 году, который затем построил диск Фарадея, являющийся одним из первых генераторов. После этого электрогенераторы постоянно совершенствовались в течение полутора веков. Были созданы асинхронные и синхронные альтернаторы, одно и трехфазные, без инверторного управления и с ним. В чем отличие всех этих типов? Синхронные генераторы
В синхронном альтернаторе электроэнергия производится с совпадением частоты вращения статора и ротора. Электродвижущая сила или ЭДС создается, когда поле, сформированное магнитными полюсами ротора, пересекает стартерную обмотку. В таком генераторе ротор является либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, который имеет число полюсов кратное двум. Двухполюсный ротор, который имеет частоту вращения 3000 об/мин, устанавливается в резервных генераторах, а в основных генераторах, которые вырабатывают электроэнергию круглые сутки, ротор вращается с частотой 1500 об/мин. После запуска синхронного генератора, ротор формирует довольно слабое магнитное поле, но постепенно количество его оборотов возрастает и ЭДС повышается. На выходе стабильность напряжения контролируется с помощью блока автоматической регулировки (AVR), который изменяет магнитное поле во время поступления напряжения на ротор с обмотки возбуждения. При работе синхронных генераторов возможно возникновение «реакции якоря», то есть при активации индуктивной нагрузки генератор размагничивается и при этом падает напряжение. А в том случае, когда подается емкостная нагрузка, наоборот, генератор подмагничивается и напряжение растет. Преимуществом синхронных генераторов заключается в стабильном напряжении на выходе, но их недостатком является склонность к перегрузкам, которые возможны тогда, когда нагрузки растут и превышают допустимый уровень, то есть ток в роторной обмотке чрезмерно увеличивается блоком AVR. Синхронный генератор способен кратковременно произвести на выдаче такой ток, который может превысить номинальное значение в несколько раз. Так как некоторым электроприборам, к которым относятся электродвигатели, компрессоры, насосы и некоторые другие, требуется повышенный стартовый ток, и они оказывают повышенную нагрузку на сеть, то лучшим источником, как основного, так и резервного питания для них будут как раз такие альтернаторы. Асинхронные генераторы
Вращение ротора в таких генераторах немного опережает по оборотам магнитное поле, которое создается статором. У таких электрогенераторов в комплекте идут роторы с двумя видами обмотки – короткозамкнутой и фазной. У асинхронного генератора принцип работы точно такой же, как и у его синхронного аналога – статор создает магнитное поле на вспомогательной обмотке, которое затем передается ротору и формирует на статорной обмотке ЭДС. Но разница заключается в том, что частота, с которой вращается магнитное поле, неизменна, то есть недопустима ее регулировка. Именно поэтому и частота электрического тока, который вырабатывается альтернатором, и напряжение, имеют прямую связь с числом оборотов ротора, которые в свою очередь зависят от стабильной работы приводного двигателя электрогенератора. Асинхронные альтернаторы имеют высокую защиту от действий извне и довольно малочувствительны к коротким замыканиям, благодаря чему они отлично подходят для сварочных аппаратов. Данные генераторы также хорошо подходят для запитывания приборов, имеющих омическую (активную) нагрузку, которые преобразуют практически всю электроэнергию, поставляемую им, в работу – компьютеры, осветительные лампы, кухонные конфорки, нагреватели и т.п. Высокая реактивная (стартовая) нагрузка, которая возникает при включении, например, насосного оборудования, длится около секунды, но при этом электрогенератор должен выдержать ее. А дело вот в чем – допустим, что вам необходимо сдвинуть с места тяжелую тележку, которая установлена на горизонтальной поверхности. Для того, чтобы сдвинуть тележку, необходимо приложить намного больше усилий, что нужно для того, чтобы поддерживать ее движение. Именно такая же ситуация возникает при запуске компрессора холодильника или сплит-системы, электродвигателей и любых насосов, поэтому справиться с ней под силу только синхронному электрогенератору. Реактивные нагрузки в центральной электросети компенсируются при помощи дросселей или конденсаторов, а также с помощью специально повышенного сечения электрических кабелей и трансформаторов. У асинхронного альтернатора есть существенный недостаток – от не способен выдерживать повышенные нагрузки. Но, не смотря на это, он проще по конструкции и дешевле, чем синхронный аналог. Помимо этого, асинхронные электрогенераторы имеют закрытую конструкцию, которая способна обеспечить им хорошую защиту от влаги и внешних загрязнений. Трехфазный и однофазный генераторНекоторые люди убеждены, что однофазный генератор электроэнергии хуже, чем трехфазный. Логику тех, кто не разбирается в электричестве, легко понять – одна фаза меньше, чем три, поэтому и хуже. На самом деле выбирать между трех- и однофазным энергоснабжением необходимо исходя из нужд конечных потребителей. Электрогенератор, который имеет три фазы, нужен не для того, чтобы питать три группы однофазных потребителей, а для того, чтобы питать трехфазные устройства. Бывает так, что разводка трехфазного ввода в доме выполняется на однофазные группы, но это выгодно делать не жильцам, а электрикам, так как для этого нужна очень дорогая защита энергосистемы, а ее монтаж стоит очень дорого. Почти вся современная бытовая техника является однофазной, а трехфазными были старые модели электродвигателей и электрических плит. У трехфазных электродвигателей есть один существенный недостаток – при мощности альтернатора, к примеру, 10 кВт, мощность каждой фазы будет 3,3 кВт. Среди фаз максимально возможное смещение мощностной нагрузки не может превышать 25% от номинала, который равен 1/3 общей мощности генератора. Исходя из этого, однофазный генератор, имеющий мощность 4,5 кВт, будет мощнее, чем трехфазный генератор на 10 кВт. Инверторный генератор
Инверторный альтернатор имеет электронный блок управления, который способен обеспечить выработку электричества отличного качества, с отсутствием при этом каких-либо перепадов напряжения. Инверторные альтернаторы отлично подходят для питания таких потребителей, которые нуждаются только в номинальном напряжении. Устанавливается инверторная система управления на синхронный альтернатор и действует в три ступени: производит напряжение с частотой 20 Гц; затем из него формирует постоянный ток 12 В; далее постоянный ток преобразуется в переменный номинальный, имеющий частоту 50 Гц. Инверторные генераторы делятся на три типа по импульсному напряжению на выходе:
Достоинства генераторов-инверторов:
Недостатки:
ВыводыВсе рассмотренные выше типы генераторов, кроме инверторных, могут применяться не только в маломощных бытовых моделях электростанций, но и в крупных генераторных системах, которые вырабатывают мегаватты электроэнергии. postroy-sam.com Генераторы. Виды и типыВ данной статье речь идет о видах и типах генераторов, их классификациях и двух специальных случаях. Данная статья будет полезна тем, кто выбирает себе технику под свои задачи: обладая сведениями о том, что делали другие люди в аналогичных ситуациях, можно ограничнить свой поиск правильным направлением, отметая все тупиковые варианты. Вторая стороная этой медали - значительная экономия средств. Генератор – это устройство, переводящее механическую энергию вращения ротора в электрическую. Пожалуй, из всего многообразия бензоинструмента это самое универсальное изделие, ограничить сферу применения которого сложно – везде, где применяются электроприборы может быть использован (или востребован в чрезвычайных ситуациях) генератор. Основное достоинство, предопределившее применение генераторов - это их полная автономность от основных энергетических и генерирующих сетей: электрических, тепловых, газовых, паровых и прочее. По своей мобильности генераторы можно разделить на два вида: - стационарные, выполненные в виде генераторных станций. Применяются там, где по экономическим соображениям выгоднее генерировать электроэнергию непосредственно у потребителя или перебои в энергоснабжении недопустимы. - мобильные, выполненные в виде отдельных конструктивно законченных изделий. Такие генераторы легко перевозятся в те места, где требуется быстро организовать надежную генерацию электрического тока для ограниченного числа потребителей. Мобильность генератора определяется его размерами и массой: от генераторов, которые может легко транспортировать один человек, до генераторов, установленных на автомобильные колесные пары. По продолжительности и режиму работы генераторы разделяются на - основные, то есть являются постоянным источником электроэнергии. В их роли выступают в основном мощные генераторы с дизельными двигателями. Работают практически без перерывов круглосуточно. - резервные или аварийные, применяют в основном тогда, когда прекращается энергоснабжение от основных источников электричества. Такие генераторы могут включаться автоматически при отключении тока основного источника, либо же включаться в ручную. В таком качестве выступают в основном генераторы с бензиновым двигателем. Работают ограниченное время, обычно около 3,5 часов. По сфере своего применения генераторы можно разделить на - бытовые: основная задача – обеспечение электроэнергией потребителей в пределах частного владения - профессиональные: мобильные энергетические установки для обеспечения работы профессионального электрического инструмента - промышленные: независимая генерация электроэнергии для промышленного потребления – заводы, жилые районы, больницы, стройки, животноводческие комплексы, морские и воздушные суда и т.д. Следует уделить немного внимания такому виду профессиональных генераторов как генераторы со встроенным сварочным аппаратом. Особенность данного вида генератора состоит в их способности выдавать большие тока в момент образования и существования электрической дуги. Если для этих целей использовать обычный генератор и сварочный аппарат, то сварка будет производиться более тонким электродом (в большинстве случаев до 3-4мм), а альтернатор генератора будет постоянно испытывать перегрузки и рано или поздно выйдет из строя. За счет интеграции сварочного аппарата и специально созданного для условий сварки альтернатора в итоге получается надежный автономный генератор - сварочный аппарат. Сварочные генераторы могут иметь сварочную часть по переменному и постоянному току. По фазе создаваемого тока генераторы разделяют на однофазные и трехфазные. Сфера применения однофазных генераторов - питание бытовых приборов, однофазных электроинструментов, освещение и т.д. То есть всех однофазных потребителей тока. Трехфазные генераторы предназначены в первую очередь для питания силового трехфазного оборудования. Допускается делать разводку трехфазного тока, создаваемого трехфазным генератором, по однофазным потребителям. При этом важно помнить, что если разница в нагрузках на каждую фазу будет большой, то альтернатор генератора быстро выйдет из строя. Поэтому важно доверить работы по проектированию и расчету электроснабжения потребителей профессионалам. Запомните, если к трехфазному генератору подключена трехфазная нагрузка (потребитель), то пользоваться однофазными розетками, установленными на генераторе нельзя. Среди всего многообразия однофазных потребителей есть такие, которые предъявляют особо строгие требования к качеству электрического тока. Это всевозможные приборы, которые в своей конструкции используют цифровую элементную базу. Под качеством тока понимается его соответствие требованию действующим ГОСТам, то есть 220В 1А 50Гц и отсутствие посторонних токов. Любое отклонение от этих показателей приводит к отказам в работе и выходу из строя цифровых приборов (почему это происходит можно прочитать в статье). Однофазные генераторы помимо тока требуемого номинала генерируют целый спектр токов. Особо опасными среди них являются высокочастотные токи, так как они оказывают губительное действие на электронные компоненты и от них достаточно тяжело избавиться. «Хорошие» генераторы генерируют более узкий спектр побочных токов, «плохие» генераторы более широкий. С целью максимальной минимизации присутствия посторонних токов в спектре вырабатываемого генератором электрического тока были разработаны специальные однофазные генераторы – инверторные генераторы. В этих генераторах дополнительно установлены блоки, которые сначала выпрямляют выработанный альтернатором переменный ток, удаляют скачки и провалы напряжения, а затем из постоянного тока снова делают переменный. Это делает параметры выходного тока значительно более стабильными и не зависящими от подключенных потребителей. Эти генераторы более дорогие, но их можно использовать для питания таких устройств как компьютеры или дорогие плазменные телевизоры без опасения, что они выйдут из строя по причине некачественного энергоснабжения. Как видим система классификации генераторов, пожалуй, самая большая среди всей бензотехники. Это как раз является следствием широты сферы из применения. Добавить комментарийsawcutter.ru Типы генераторов. Генераторы переменного токаТипы генераторов : Генератор – электрическая машина преобразующая механическую энергию в электрическую . Служит для автономного питания вагона на ходу поезда . Генераторы переменного тока. - Генератор 2 ГВ 003
Самый распространённый генератор , применяется на вагонах ТВЗ и также на вагонах постройки германии . Техническая характеристика : q Мощность без нагрузки - 10,2 Квт q Мощность под нагрузкой - 8 Квт q Масса - 260 кг q Частота вращения об / мин - 900 - 4000 q Линейное напряжение: v Основной обмотки - 45 – 48 в v Дополнительной обмотки - 24 в Генератор 2 ГВ 003 состоит из металлического корпуса ( статора ), внутрь которого запресованны листы электротехнической стали , имеющие 18 пазов в которые уложены 2 зубцовые обмотки . Основная – трёхфазная обмотка с маркировкой 1С1,1С2,1С3 .Соединённая звездой с нулевым выводом . На базе нулевой точки работает одна из защит (защита от обрыва фаз) которая предохраняет генератор от сгорания основных обмоток .Основная обмотка выдаёт напряжение 45 – 48 в и питает все потребители в вагоне , и также заряжает акк . батарею. На выходе основной обмотки стоят 3 предохранителя :вагоны постройки ГДР –номиналом 125 А построики ТВЗ – номиналом 160 А. Дополнительная – уложена в пазы что и основная и имеет маркировку 2С1,2С2,2С3 . Однофазная обмотка с выводом из средней точки 2С2, вырабатывающая 24 в и сумарно с основной заряжает АБ. В буксовых щитах на их кольцевых приливах в монтированы параллельная , последовательная , и специальная ( противопараллельная ) обмотки, Параллельная – обмотка ( И1 , И2 )является основной обмоткой возбуждения , она регулирует напряжение генератора путём изменения величины протекающего по ней тока. Последовательная – обмотка ( сериесная 01 , 02 ) служит для компенсации реакции обмоток статора . Специальная - обмотка для облегчения автоматического регулирования напряжения генератора при малых нагрузках и высокой частоте вращения . Внутри статора , вращается ротор у которого нет обмоток , а имеются 6 выступов и 6 впадин ( пазов ) . Ротор закреплён на двух подшипниках расположенных на буксовых щитах . Роликовый со стороны шкива ( кардана ) он принимает на себя все продольные и динамические удары , идущие от карданного вала . Шариковый нагрузок не имеет и распологается в заднем буксовом щите. - Генератор 2 ГВ 008 Этот генератор является модернизацией генератора 2 ГВ 003 . Основные отличия: Ø Включается в работу при скорости движения вагона 28 – 30 км / ч. Ø Эксплуатируется с приводом ТК 2 Ø В основную обмотку 1С1 , 1С2 , 1С3 уложена параллельно ей дополнительно ещё одна вольтодобавочная обмотка. Ø На роторе расположили ещё один дополнительный 7 зуб необходимый для увеличения частоты при тех же оборотах и раннему включению генератора в работу. Ø Эксплуатируется с БРЧ – 2 и РНГ – 2 Б 231 . 7 - Генератор DCG 32 Квт
Технические характеристики : q Мощность – 35 Квт q Под нагрузкой - 32Квт q Номинальное напряжение - 116 в q Номинальный ток - 175 А q Масса - 950 кг q Частота вращения об / мин - 1000 - 3400 Одноимённополюсный генератор представляет собой часть системы энергоснабжения рельсового подвижного состава. Он подвешен под кузовом вагона в горизонтальном положение в направление езды. Привод осуществляется от сети вагона через передачу, двухкарданный вал и упругую муфту ( предфключающую ). Генератор предназначен для работы на пассажирских 110 в вагонах с климатической установкой. Во время движения вагона он при помощи выпрямителя выпрямляет трёх фазный ток и регулятором подводится ток к электрической сети потребителей, как например к батареи пассажирского вагона. Состоит из : ψ Стальной корпус к нему приварены охлаждающие рёбра и 4 лапы для подвешивания генератора . ψ Обмоток- возбуждения и основной уложенных в статоре . ψ Ротор ψ Подшипниковых щитов и уложенных в них опор : со стороны привода состоящего из радиального цилиндрического роликоподшипника , который является направляющим роликоподшипником большой несущей способности .С другой стороны состоящего из радиального цилиндрического роликоподшипника и радиально – упорного шарикоподшипника для восприятия аксиальных усилий . Система вентиляции – наружная и внутренняя . - Генератор 2 ГВ . 13 У1 Технические характеристики : q Мощность - 34 Квт q Номинальное напряжение - 116 в q Номинальный ток - 170 А q Масса - 700 кг q Частота вращения об / мин - 950 – 3400
Корпус состоит из двух станин , в каждую станину уложен пакет листов статора , в пазы пакетов уложены трёхфазные обмотки . Между статорами установлена катушка возбуждения которая закреплена пружинными кольцами. Ротор включает в себя вал со втулкой , на которую запресованны два пакета листов ротора . Выводные провода статорных обмоток и катушки возбуждения выведены в клемную коробку . Выводные провода одного из статоров от выхода из станины до входа в клемную коробку защищены рукавом . Генератор приводится в движение от оси вагона через редуктор карданный вал и эластичную муфту . Начиная со скорости движения 30 – 35 км / ч , генератор возбуждается и создаёт трёхфазное напряжение . Ток выпрямляется кремниевым выпрямителем установленном на вагоне и подводится к потребителям и АБ Возможные неисправности и способы их устранения.
Выводы обмоток Генератора 2 ГВ 13 У1
W1 ,V1 ,U1 – выводы обмотки статора для присоединения к внешней цепи ; vunivere.ru Электронные генераторы. Виды. Устройство. Работа. ОсобенностиУстройства, преобразующие электроэнергию источника постоянного тока в незатухающую энергию электрических колебаний расчетной частоты и формы, называются электронные генераторы. Такие генераторы приобрели популярность в электронике, компьютерной технике, радиоприемниках. Генераторами может выдаваться сигнал частотой до нескольких мегагерц. Форма выходного напряжения имеет формы синусоиды, прямоугольника и пилы. Контур колебаний получает возбуждение от наружного источника тока, появляются колебания, которые со временем затухают, так как сопротивление поглощает энергию. Чтобы колебания не затухали, в контуре нужно восполнять потерю энергии. Этот процесс восполнения выполняется положительной обратной связью. Эта связь подает в контур некоторую часть сигнала, который должен совпадать с сигналом обратной связи. Электронные генераторы состоят из следующих частей:• Контур колебаний, задающий частоту генератора.• Усилитель, повышающий амплитуду сигнала на выходе контура колебаний.• Обратная связь, подающая некоторое количество энергии в контур. Электронные генераторы используют постоянный ток для образования колебаний переменного тока, и являются схемами с положительной связью. КлассификацияЭлектронные генераторы делятся на несколько классов по различным параметрам. Рассмотрим основные разновидности таких генераторов. По форме сигнала
По частоте
По возбуждению
Автоматическим генератором называют устройство, которое самостоятельно возбуждается, без воздействия извне, преобразует поступающую энергию в колебания. Электронные генераторы выполняются по схемам, аналогичным усилителям, за исключением отсутствия питания сигнала входа. Вместо него используют обратную связь, которая является передачей некоторого количества сигнала выхода на вход. Определенная форма сигнала создается обратной связью. Частота колебаний создается на цепях RС или LС, и зависит от времени зарядки емкости. Сигнал обратной связи приходит на вход усилителя, где повышается в несколько раз и выходит. Часть сигнала возвращается и ослабевает в несколько раз, что дает возможность поддерживать одинаковую амплитуду сигнала на выходе. Генераторы с внешним видом возбуждения считаются усилителями мощности с определенным частотным интервалом. На его вход подается сигнал от автогенератора, усиливается определенный интервал частот. Генераторы RСДля образования низкочастотных генераторов применяют усилители. В них вместо обратной связи монтируют RС цепи для создания некоторой частоты колебаний. Эти цепи являются фильтрами частоты, которые пропускают сигналы в специальном интервале частот и не пропускают за его пределами. По обратной связи возвращается некоторая полоса частот. Типы фильтров• Низкочастотные фильтры.• Высокочастотные фильтры.• Полосовые фильтры.• Заграждающие фильтры. Характеристикой фильтра является частота среза. Если взять положение ниже этой частоты, или выше, то сигнал значительно уменьшается. Заграждающие и полосовые фильтры имеют характеристику в виде ширины полосы. На рисунке изображена цепь генератора с синусоидальным сигналом. Усиление определяется цепью обратной связи R1, R2. Для создания нулевого сдвига по фазе обратная связь подключена от выхода усилителя на неинвертирующий его вход. Цепь обратной связи выступает в качестве полосового фильтра. Для стабилизации величины частоты пользуются кварцевыми резонаторами, которые состоят из минеральной тонкой пластины, закрепленной в держателе. Кварц славится своим пьезоэффектом. Это дает возможность применять его в качестве системы, аналогичной колебательному контуру со свойством резонанса. Частота резонанса пластин колеблется от единиц до тысяч мегагерц. МультивибраторыЭти генераторы создают колебания формы прямоугольника, являются 2-х каскадным усилителем с обратной связью на основе резисторов. Выходы каскадов соединены со входами. Название этого генератора объясняет наличие значительного количества гармоник. Мультивибратор способен действовать в нескольких режимах:• Автоколебательный режим.• Синхронизация.• Ждущий режим. В первом виде режима мультивибратор работает с самовозбуждением. При синхронизации на генератор оказывает воздействие внешнее напряжение с частотой импульсов. Ждущий режим подразумевает работу с внешним возбуждением. Автоколебательный режим мультивибратораУстройство мультивибратора включает в себя два каскада усилителя с резисторами. Выходы каскадов подключены ко входам других каскадов через емкости С1 и С2. Мультивибраторы с аналогичными транзисторами и симметричными компонентами имеют название симметричных. В режиме автоколебаний мультивибратор может находиться в 2-х состояниях равновесия:
Такие положения неустойчивы. Одна схема переходит в другую с эффектом лавины с помощью обратной связи. Для оптимизации формы импульсов на выходе генератора подключают разделительные диоды в схемы коллекторов. Через диоды подключают вспомогательные резисторы. По такой схеме после закрытия одного транзистора и уменьшения потенциала коллектора диод тоже закрывается. При этом он отключает конденсатор от цепи. Конденсатор заряжается через вспомогательный резистор. Наибольшая длина импульсов определяется параметрами частоты транзисторов. Такой тип схемы дает возможность создать импульсы практически прямоугольной формы. В качестве недостатков можно отметить малую скважность и невозможность плавного регулирования периода колебаний. По такой схеме резисторы R2 и R5 включены параллельно емкостям С1 и С2. Резисторы R(1, 3, 4, 6) создают делители напряжения, которые стабилизируют потенциал базы транзистора. При коммутации мультивибратора ток базы резко меняется. Это уменьшает время снижения зарядов в базе и увеличивает скорость выхода транзистора из насыщения. Ждущий мультивибратор (одиночный)Если мультивибратор действует в режиме автоколебаний и не имеет устойчивости, то его можно преобразовать в генератор с одной устойчивой позицией и одной неустойчивой позицией. Такие цепи имеют название одновибраторов (релаксационных реле). Чтобы перевести схему из одного состояния в другое, необходимо воздействие внешнего импульса. В неустойчивой позиции цепь находится некоторое время, зависящее от ее параметров. Далее она скачкообразно возвращается в устойчивую позицию. Чтобы получить ждущий режим генератора, необходимо собрать следующую схему: В исходном положении транзистор VТ1 находится в закрытом виде. При поступлении на вход плюсового импульса по транзистору идет ток коллектора. При изменении разности потенциалов на транзисторе VТ1 оно подается через емкость С2 на базу VТ2. С помощью обратной связи повышается лавинный эффект, который приводит к закрытию VТ2 и открытию VТ1. В такой неустойчивой позиции схема находится до полного разряда емкости С2. Далее транзистор VТ2 открывается, VТ1 закрывается. Положение схемы возвращается в первоначальную позицию. Похожие темы:
electrosam.ru Виды генераторов - особенности и их применение20.07.2018Генератор - это устройство, которое обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией дома, либо строительные объекты. И, конечно же, существует огромное количество видов генераторов, в свою очередь каждый из них решает определенные задачи, поэтому перед приобретением необходимо ознакомиться с их характеристиками и особенностями. Основные виды генераторов и их применениеЭлектростанции различаются: По типу двигателей внутреннего сгорания и потребляемого устройствами типа топлива делятся на следующие виды: дизельные, газовые, бензиновые генераторы.
Топливо для такого вида аппарата всегда под рукой. Однако напомним, что такой вид аппарата подходит только как аварийный (резервный) источник на не большие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, и они не подходят для бесперебойного обеспечения электроэнергией. Дизельный. Данный вид является отличным решением для длительной работы и постоянного бесперебойного электроснабжения. Его преимуществами являются мощность, надежность и что очень важно - долговечность. Стоимость дизельного генератора значительно выше, чем бензинового. Однако затраты на топливо и техническое обслуживание у бензинового генератора выше чем у дизельного и это вполне компенсирует разницу в их цене. Газовый. Этот вид аппарата используется для постоянного бесперебойного электроснабжения, а в некоторых случаях как резервный источник. Главным плюсом этого генератора является его работа на природном газе, что, безусловно, экономичнее (если происходит питание от магистрального газопровода, а также модель может работать на газе из баллонов и значит, его возможно использовать, если по близости таковой магистрали нет). Такой вид электростанции более экологичен (вредные вещества в выхлопах отсутствуют) и прост в обслуживании. Различие двигателей генераторовДвигатели генераторов бывают двух видов:
Бензиновые (легкий запуск даже при низких температурах, значительно дешевле дизельных и используются как кратковременный источник электроэнергии). Бензиновые двигатели моделей делятся на 2-тактные и 4-тактные. 2-тактные применяются для компактных и маломощных генераторных установок (например, для небольшого дачного участка или поездки на природу). Беспрерывная ежедневная работа должна быть не более 1 часа в сутки. Наработка на отказ не более 500 часов. 4-тактные более мощные и экономичные. Возможна беспрерывная работа примерно 8 часов в сутки. У этого виды генераторов высокий запас прочности, наработка на отказ до 2000 часов. Синхронные и асинхронные генераторы
Различие фаз генераторовМодели бывают однофазными (220 В) и трехфазными (380 В). Однофазный и трехфазный - разные устройства, у них свои особенности и условиями работы. Трехфазный стоит выбирать, только если есть трехфазные потребители (в последнее время в загородных домах либо небольших производствах таковые встречаются достаточно редко, так как в основном это какие-либо старые устройства). Еще трехфазные модели отличаются высокой стоимостью и довольно дорогим обслуживанием, а это значит, что при отсутствии трехфазных потребителей целесообразно приобрести мощный однофазный аппарат. Купить генератор в нашем интернет-магазине Если Вы не можете определиться с видом генератора, звоните в отдел продаж по телефону: 8 (800) 700-85-87 - наши специалисты обязательно Вам помогут! www.born-spb.ru Специальные типы генераторов и преобразователей постоянного токаВо многих случаях к машинам постоянного тока предъявляются такие требования, которым машины нормальной конструкции не удовлетворяют. Это привело к созданию ряда специальных типов машин постоянного тока. В данной статье кратко рассматриваются некоторые типы подобных машин, которые получили распространение на практике или имеют перспективы такого распространения. Генератор с тремя обмотками возбуждения
В ряде случаев требуется, чтобы внешняя характеристика генератора имела вид, изображенный на рисунке 1, а. При характеристике этого вида в широком диапазоне изменения напряжения U ток I изменяется мало и близок к току короткого замыкания Iк. Такая круто падающая внешняя характеристика желательна, например, в случае электрической дуговой сварки, так как при этом ток в дуге мало зависит от ее длины и короткое замыкание (соприкосновение электрода со свариваемым изделием) неопасно. Генераторы с такой характеристикой целесообразно использовать также для питания по схеме Г – Д электродвигателя механизма, работающего на упор, например экскаватора. В этом случае при застревании и остановке механизма ток и момент двигателя будут ограничены, в результате чего исключается возможность повреждения механизма или машины. Характеристику вида рисунка 1, а можно получить в генераторе с тремя обмотками возбуждения: 1) независимой, 2) параллельной и 3) последовательной (рисунок 1, б), намагничивающая сила которой, направлена навстречу намагничивающей силе F1 + F2 первых двух обмоток. Такие генераторы предложены инженером Ц. Кремером в 1909 году. Генераторы с тремя обмотками возбуждения в настоящее время применяются в мощных экскаваторах с электрическим приводом, на тепловозах для питания тяговых двигателей, а также в ряде других случаев. Генераторы с расщепленными полюсами
Генераторы с расщепленными полюсами также имеют круто падающую внешнюю характеристику. На рисунке 2 изображен сварочный двухполюсный генератор, в котором каждый из полюсов N и S расщеплен на две части: с сердечниками нормального и уменьшенного сечения. Машина имеет две обмотки возбуждения, одна из которых расположена на широких сердечниках, а другая – на узких. Узкие сердечники насыщены сильно, а широкие – слабо. Якорь генератора (рисунок 2) можно разбить на четыре сектора. Сектор аг и бв создают намагничивающую силу реакции якоря, которая направлена по оси широких сердечников полюсов и размагничивает их (смотрите рисунок 2, где штриховые линии изображают магнитные линии потока реакции якоря). Поскольку эти сердечники слабо насыщены, то их поток с увеличением Ia значительно уменьшается, а при больших значениях Ia даже изменяет направление. Секторы аб и гв создают намагничивающую силу реакции якоря, которая направлена по оси узких сердечников и намагничивает их. Однако вследствие сильного насыщения этих сердечников поток в них остается практически постоянным. В результате суммарный поток сердечников полюсов N – N и сердечников полюсов S – S с увеличением Ia быстро уменьшается, вместе с тем резко падает также напряжение машины U, снимаемое с главных щеток а и в.
Напряжение между главной щеткой в и вспомагательной, или "третьей", щеткой б остается практически постоянным, так как индуктируется потоком узких полюсных сердечников, и используется для питания обмоток возбуждения. Ток обмоток широких сердечников регулируется сопротивлением Rв, и при разных положениях реостата получаются внешние характеристики, показанные на рисунке 3. В СССР с расщепленными полюсами изготовлялись сварочные генераторы ПС с Uн = 35 В (напряжение холостого хода до 80 В) и на ток до 500 А. Генераторы имели также добавочные полюсы, расположенные между сердечниками главных полюсов N и S. Генераторы поперечного поляТакие генераторы впервые были предложены немецким инженером Э. Розенбергом (1904 году). В настоящее время они применяются главным образом для питания электрооборудования пассажирских вагонов железных дорог и работают параллельно с аккумуляторной батареей. Эти генераторы приводятся в движение от оси вагона и в широком диапазоне изменения n дают U = const.
Устройство двухполюсного генератора поперечного поля схематически показано на рисунке 4. Кроме щеток 1 – 1, расположенных на геометрической нейтрали полюсов, машина имеет также щетки 2 – 2, сдвинутые от первых на 90°. Щетки 1 – 1 замкнуты накоротко, а щетки 2 – 2, соединяются с выводными зажимами. Поток возбуждения полюсов Фв индуктирует электродвижущую силу E1 в цепи короткозамкнутых щеток 1 – 1, но не индуктирует электродвижущую силу в цепи щеток 2 – 2. Ток I1 = E1 / Ra создает поперечный поток реакции якоря Ф1, замыкающийся через широкие наконечники полюсов. Этот поток индуктирует в цепи щеток 2 – 2 электродвижущую силу E2, которая вызывает в цепи нагрузки ток I2. Одновременно ток I2 создает намагничивающую силу реакции якоря F2, направленную по продольной оси полюсов и уменьшающую поток возбуждения. Такое действие F2 и обусловливает получение U ≈ const при изменении n. На якоре (рисунок 4) во внешнем кольце показаны направления тока I1, а во внутреннем – направления тока I2. В проводниках одних секторов якоря существуют токи I1 + I2, а в проводниках других секторов – токи I1 – I2.
Зависимости I1, I2 и U2 от n изображены на рисунке 5. Генератор возбуждается от аккумуляторной батареи и с n = 0 до n = n1 работает на холостом ходу (I2 = 0). При этом I1 и U2 = E2 растут пропорционально n. При n = n1 напряжение U2 = E2 сравнивается с напряжением аккумуляторной батареи и автомат включает генератор на параллельную работу с батареей. С дальнейшим увеличением E2 при n > n1 возникает ток нагрузки I2 и намагничивающая сила реакции якоря F2. Под действием этой намагничивающей силы Фв начинает уменьшаться, вследствие чего уменьшаются также E1, I1 и Ф1. Однако электродвижущая сила E2 = ce × Ф1 × n на щетках 2 – 2, а также напряжение U2 = E2 – Ra × I2 продолжают несколько расти. Начиная с некоторой скорости, U2 и I2 остаются практически постоянными. Советский инженер Л. Рашковский предложил помещать на полюсах генератора поперечного поля последовательную обмотку возбуждения, которая включается в цепь тока I2 и компенсирует основную часть намагничивающей силы реакции якоря от этого тока. Такая компенсационная обмотка позволяет облегчить обмотку возбуждения и уменьшить ее мощность, а также улучшить характеристики генератора. Как нетрудно заметить, полярность генератора не зависит от направления вращения, что в случае параллельной работы с батареей является ценным свойством генератора. Вагонные генераторы рассматриваемого типа строятся на напряжение U2 = 50 В и на мощность до P = 5 кВт. Однако в последнее время вместо таких генераторов применяют генераторы переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями, преимущество которых заключается в отсутствии коллектора. Электромашинные динамометрыЭлектромашинные динамометры (менее удачные названия – балансирные машины или пендель-машины) служат для измерения вращающего момента двигателей внутреннего сгорания, а также электрических и других машин при их испытании. Электромашинный динамометр имеет две пары подшипников, на которые опираются якорь и индуктор (рисунок 6). Индуктор может поэтому свободно поворачиваться в пределах некоторого угла, ограниченного неподвижными упорами. Машина может работать как генератором, так и двигателем. При этом на индуктор передаются те же моменты вращения, которые действуют на якорь (электромагнитный момент, момент от механических и магнитных потерь). Момент, действующий на индуктор и равный моменту, действующему на якорь, измеряется с помощью прикрепленного к индуктору рычага и специальных весов или гирь. Таким образом, определяется момент, действующий на вал динамометра. При этом возникает лишь небольшая погрешность, вызванная трением в одной паре подшипников и силами, которые соответствуют части потерь на вентиляцию. Эту погрешность можно учесть отдельно.
Рисунок 6. Электромашинный динамометр1 – якорь; 2 – полюсы; 3 – ярмо индуктора; 4 – подшипниковые щиты; 5 – подшипники "индуктор – подшипниковые стояки"; 7 – подшипниковые стояки В СССР строились электромашинные динамометры постоянного тока серии МПБ мощностью до 8000 кВт. Электромашинные динамометры можно также изготовить на базе любого типа машины переменного тока. Генераторы униполярных импульсовГенераторы униполярных импульсов применяются для электроэрозионной обработки металлов и вырабатывают ток в виде кратковременных быстро чередующихся импульсов одинакового направления. Получение такого тока достигается путем использования полюсов с узкими полюсными наконечниками и обмотки якоря особого устройства. Униполярные генераторыУниполярные генераторы позволяют получать большой постоянный ток (до 500 кА) при низком напряжении (1 – 50 В). Устройство одной из конструктивных разновидностей такого генератора показано на рисунке 7. Массивный стальной ротор 1 вращается в магнитном поле, которое создается неподвижными кольцевыми катушками обмотки возбуждения 2. Рабочий поток Ф в центральной, активной части машины имеет по всей окружности одинаковую полярность, откуда и происходит название машины. Обмоткой ротора является само массивное тело ротора. Электродвижущая сила E = B × l × v, индуктируемая в центральной, активной части ротора при его вращении в магнитном поле, также имеет по всей окружности одинаковое направление. Ток с ротора снимается с помощью неподвижных щеток 3.
Рисунок 7. Униполярный генератор В униполярных генераторах возникают трудности отвода тока. При больших токах площадь щеточного контакта и число щеток очень велики. Щеточный аппарат получается громоздким, и в щеточном контакте возникают большие механические и электрические потери мощности. В недалеком прошлом в связи с развитием специальных областей техники интерес к униполярным генераторам был высоким. При этом отвод тока с ротора осуществляли с помощью жидких металлов (ртуть, натрий, сплав натрия и калия). В связи с этим говорят о "жидкометаллических" щетках. Построены униполярные генераторы мощностью до 1000 кВт. Источник: Вольдек А. И., "Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений" – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с. www.electromechanics.ru Технические характеристики и конструкции современных генераторовСинхронные генераторыДля выработки электроэнергии на электростанциях применяют синхронные генераторы трехфазного переменного тока. Различают турбогенераторы (первичный двигатель - паровая или газовая турбина) и гидрогенераторы (первичный двигатель - гидротурбина). Для синхронных электрических машин в установившемся режиме работы имеется строгое соответствие между частотой вращения агрегата n, об/мин, и частотой сети f, Гц: n = 60f/p, (1) где р - число пар полюсов обмотки статора генератора. Паровые и газовые турбины выпускают на большие частоты вращения (3000 и 1500 об/мин), так как при этом турбоагрегаты имеют наилучшие технико-экономические показатели. На тепловых электростанциях (ТЭС), сжигающих обычное топливо, частота вращения агрегатов, как правило, составляет 3000 об/мин, а синхронные турбогенераторы имеют два полюса. На АЭС применяют агрегаты с частотой вращения 1500 и 3000 об/мин. Быстроходность турбогенератора определяет особенности его конструкции. Эти генераторы выполняются с горизонтальным валом. Ротор турбогенератора, работающий при больших механических и тепловых нагрузках, изготовляется из цельной поковки специальной стали (хромоникелевой или хромоникельмолибденовой), обладающей высокими магнитными и механическими свойствами. Ротор выполняется неявнополюсным. Вследствие значительной частоты вращения диаметр ротора ограничивается по соображениям механической прочности 1,1-1,2 м при 3000 об/мин. Длина бочки ротора также имеет предельное значение, равное 6-6,5 м. Определяется оно из условий допустимого статического прогиба вала и получения приемлемых вибрационных характеристик.
Рис.1. Общий вид современного турбогенератора 1 - обмотка статора; 2 - ротор; 3,4 - соединительные муфты; 5 - корпус статора; 6 - сердечник статора; 7 - возбудитель; 8 - контактные кольца ротора и щетки; 9 - подшипники генератора; 10 - подшипники возбудителя В активной части ротора, по которой проходит основной магнитный поток, фрезеруются пазы, заполняемые катушками обмотки возбуждения (рис.1). В пазовой части обмотки закрепляются немагнитными легкими, но прочными клиньями из дюралюминия. Лобовая часть обмотки, не лежащая в пазах, предохраняется от смещения под действием центробежных сил с помощью бандажа. Бандажи являются наиболее напряженными в механическом отношении частями ротора и обычно выполняются из немагнитной высокопрочной стали. По обеим сторонам ротора на его валу устанавливаются вентиляторы (чаще всего пропеллерного типа), обеспечивающие циркуляцию охлаждающего газа в машине. Статор турбогенератора состоит из корпуса и сердечника. Корпус изготовляется сварным, с торцов он закрывается щитами с уплотнениями в местах стыка с другими частями (рис.1). Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Листы набирают пакетами, между которыми оставляют вентиляционные каналы. В пазы, имеющиеся во внутренней расточке сердечника, укладывается трехфазная обмотка, обычно двухслойная. Гидравлические турбины имеют обычно относительно малую частоту вращения (60-600 об/мин). Частота вращения тем меньше, чем меньше напор воды и чем больше мощность турбины. Гидрогенераторы поэтому являются тихоходными машинами и имеют большие размеры и массы, а также большое число полюсов. Гидрогенераторы выполняют с явнополюсными роторами и преимущественно с вертикальным расположением вала. Диаметры роторов мощных гидрогенераторов достигают 14-16 м, а диаметры статоров - 20-22 м.
Рис.2. Общий вид современного вертикального гидрогенератора В машинах с большим диаметром ротора сердечником служит обод, собираемый на спицах, которые крепятся на втулке ротора. Полюсы, как и обод, делают наборными из стальных листов и монтируют на ободе ротора с помощью Т-образных выступов (рис.2). На полюсах помимо обмотки возбуждения размещается еще так называемая демпферная обмотка, которая образуется из медных стержней, закладываемых в пазы на полюсных наконечниках и замыкаемых с торцов ротора кольцами. Эта обмотка предназначена для успокоения колебаний ротора агрегата, которые возникают при всяком возмущении, связанном с резким изменением нагрузки генератора. В турбогенераторах роль успокоительной обмотки выполняют массивная бочка ротора и металлические клинья, закрывающие обмотку возбуждения в пазах. Статор гидрогенератора имеет принципиально такую же конструкцию, как и статор турбогенератора, но в отличие от последнего выполняется разъемным. Он делится по окружности на две-шесть равных частей, что значительно облегчает его транспортировку и монтаж. В последние годы начинают находить применение так называемые капсульные гидрогенераторы, имеющие горизонтальный вал. Такие генераторы заключаются в водонепроницаемую оболочку (капсулу), которая с внешней стороны обтекается потоком воды, проходящим через турбину. Капсульные генераторы изготовляют на мощность несколько десятков мегавольт-ампер. Это сравнительно тихоходные генераторы (n = 60-150 об/мин) с явнополюсным ротором. Среди других типов синхронных генераторов, применяемых на электростанциях, надо отметить так называемые дизель-генераторы, соединяемые с дизельным двигателем внутреннего сгорания. Это явнополюсные машины с горизонтальным валом. Дизель как поршневая машина имеет неравномерный крутящий момент, поэтому дизель-генератop снабжается маховиком или его ротор выполняется с повышенным маховым моментом. Номинальные параметры генераторовЗавод-изготовитель предназначает генератор для определенного длительно допустимого режима работы, который называют номинальным. Этот режим работы характеризуется параметрами, которые носят название номинальных данных генератора и указываются на его табличке, а также в паспорте машины. Номинальное напряжение генератора - это линейное (междуфазное) напряжение обмотки статора в номинальном режиме. Номинальным током статора генератора называется то значение тока, при котором допускается длительная нормальная работа генератора при нормальных параметрах охлаждения (температура, давление и расход охлаждающего газа и жидкости) и номинальных значениях мощности и напряжения, указанных в паспорте генератора. Номинальная полная мощность генератора определяется по следующей формуле, кВА: Sном = √3UномIном (2) Номинальная активная мощность генератора - это наибольшая активная мощность, для длительной работы с которой он предназначен в комплекте с турбиной. Номинальная активная мощность генератора определяется следующим выражением: Pном = Sномcosφном (3) Номинальные мощности турбогенераторов должны соответствовать ряду мощностей согласно ГОСТ 533-85Е. Шкала номинальных мощностей крупных гидрогенераторов не стандартизирована. Номинальный ток ротора - это наибольший ток возбуждения генератора, при котором обеспечивается отдача генератором его номинальной мощности при отклонении напряжения статора в пределах ±5% номинального значения и при номинальном коэффициенте мощности. Номинальный коэффициент мощности согласно ГОСТ принимается равным 0,8 для генераторов мощностью до 125 MBА, 0,85 для турбогенераторов мощностью до 588 MBА и гидрогенераторов до 360 MBА, 0,9 для более мощных машин. Для капсульных гидрогенераторов обычно cosφном ≈ 1. Каждый генератор характеризуется также КПД при номинальной нагрузке и номинальном коэффициенте мощности. Для современных генераторов номинальный коэффициент полезного действия колеблется в пределах 96,3-98,8%. www.gigavat.com |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
В состав электрогенераторов входят два основных агрегата – силовая установка, которая приводит в действие генератор и альтернатор. В данной статье будут рассмотрены виды генераторов в зависимости от типа альтернатора.
Бензиновый. Благодаря компактным размерам и простоте использования он является идеальным вариантом в быту при временном отключении электроэнергии, также от него могут питаться автомобильные аккумуляторы, инструменты, лампы аварийного освещения и так далее.
Дизельные (более длительный период работы на отказ, меньший расход топлива, высокая начальная стоимость и используются как постоянный источник электроэнергии).
