Все, что нужно знать о генераторе строительной техники
Все, что нужно знать о генераторе строительной техники
Из этой статьи вы узнаете:
- Устройство генератора и принципы его работы
- Причины и признаки выхода генератора из строя
- О возможности добраться до СТО при вышедшем из строя генераторе
Время прочтения: 6 мин.
Эксперт: Сергей Кузьмичев
Технический тренер HCMR
Генератор — устройство, преобразующее механическую энергию в виде крутящего момента, передаваемого от двигателя на ротор генератора, в электрическую энергию, впоследствии подаваемую в электросистему машины.
Основными функциями генератора на современной технике является формирование стабильных параметров зарядного напряжения аккумуляторной батареи, которая является основным источником тока в электросистеме, и подачи тока на иные потребители для обеспечения их функционирования.
Общая конструкция
Практически все генераторы, устанавливаемые на современной спец. технике, являются генераторами переменного тока. В корпусе генератора на опорных подшипниках устанавливается ротор, который располагается внутри статора. Для формирования электромагнитного поля с требуемыми параметрами, ротор (рис.2) генератора переменного тока имеет в своей конструкции катушку возбуждения 4, на которую во время работы генератора подается ток через контактные кольца 2.
В процессе вращения ротор формирует переменное магнитное поле, которое в свою очередь приводит к образованию переменного электрического тока в катушках статора.
В связи с тем, что электросистема и все потребители рассчитаны на работу от постоянного тока, в конструкции генератора предусмотрено устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Данную функцию выполняет так называемый диодный мост. Диодный мост обеспечивает протекание тока только в одном направлении, формируя после себя протекание постоянного тока, подаваемого в электросистему.
Параметры напряжения, вырабатываемого генератором, зависят в основном от двух условий: силы магнитного поля ротора и его оборотов. Как мы уже выясняли, одна из основных задач генератора — формирование стабильного напряжения на выходе. Так как обороты ДВС могут периодически изменяться, а вместе с ними и обороты ротора генератора, причем в достаточно широких пределах, существует необходимость в устройстве, которое могло бы поддерживать напряжение на выходе в независимости от оборотов ротора. Для этого предназначен регулятор напряжения. Его функция заключается в том, чтобы, подавая ток на катушку возбуждения ротора через щетки и контактные кольца или прекращая подачу тока, изменять силу создаваемого ротором магнитного поля, которое, в свою очередь, будет влиять на выходное напряжение со статора. Таким образом, независимо от скорости вращения, регулятор напряжения обеспечивает его стабильное значение.
При каких условиях генератор дорожно-строительной техники может выйти из строя?
Генератор дорожно-строительной техники может прийти в негодность по нескольким причинам:
1.
При несвоевременном или неправильном проведении технического обслуживания, а также установке на машину нештатного электрооборудования (магнитолы, системы слежения/автоматизации вождения, дополнительного освещения). Помимо этого, несоблюдение требований производителя по степени натяжения приводного ремня генератора может стать причиной преждевременного выхода из строя опорных подшипников ротора.
2. При накоплении пыли и грязи на корпусе генератора и их попадание внутрь между статором и ротором способно спровоцировать короткое замыкание или механический износ изоляции обмоток, однако это случается крайне редко.
3. Из-за использования пуско-зарядного устройства в режиме «пуск». Это связано с тем, что очень часто, особенно в зимний период эксплуатации, возникает необходимость применения внешних источников питания во время запуска ДВС в связи с разрядкой аккумуляторных батарей. Иногда этот процесс также связан со спешкой.
В результате, вместо установки заряженных аккумуляторов или проведения цикла заряда разряженных батарей, используют пуско-зарядные устройства в режиме «пуск», что крайне нежелательно, ибо во время стартерной прокрутки сила тока в цепи стартера может достигать нескольких сотен ампер.
Так как аккумуляторные батареи разряжены, то основным источником тока служит в этот момент пуско-зарядное устройство.
После запуска ДВС начинается процесс зарядки АКБ. Так как их емкость заметно ниже нормального значения, то в начальный период работы двигателя после запуска им требуются максимально возможные значения зарядного тока по напряжению и силе для восполнения утраченного заряда. Пуско-зарядное устройство, оставаясь в режиме «пуск» на работающем ДВС, следуя «потребностям» аккумуляторных батарей, продолжает подавать в сеть машины повышенные значения напряжения и силы тока, что может быть причиной выхода из строя регулятора напряжения, диодного моста генератора, а так же электронных блоков управления, широко применяемых в электросистеме современных дорожно-строительных машин и оборудования.
Как оператор может точно определить, что причина неисправности в генераторе?
Оператор может контролировать показатели напряжения, вырабатываемого генератором, благодаря монитору в кабине.
В случае отклонений от нормы как при низком зарядном напряжении, так и при высоком выдается соответствующий код ошибки. Причиной данной неисправности могут выступать и другие неполадки, не связанные с работой генератора. Поэтому компетенции на дальнейшую проверку у операторов, как правило, нет. Эксплуатирующая организация должна обратиться к лицензированному дилеру для проведения диагностики согласно коду ошибки и последующего ремонта.
Способна ли техника добраться до СТО при нерабочем генераторе?
В большинстве случаев при неисправностях, связанных с низким зарядным напряжением, машина может добраться до места стоянки своим ходом. Прекратить движение и заглушить двигатель необходимо при завышенном уровне напряжения или выходе из строя опорных подшипников ротора генератора. Продолжить движение можно будет только после устранения неисправности. Если необходимо добраться до стоянки в аварийном режиме, то перед запуском ДВС нужно демонтировать ремень привода генератора.
Передвижение машины с вышедшим из строя генератором возможно лишь при исправном состоянии аккумуляторных батарей.
Если генератор нужно менять, то можно ли подобрать аналог заводского?
На современных строительных машинах рекомендуется использовать только оригинальные или рекомендованные производителем техники генераторы.
Материал был подготовлен для журнала Грейдер.
Остались вопросы? Задайте их нам или официальному дилеру.
0 Сравнить модели
Техническая информация о стартере и генераторе. О ремонте стартера и ремонте генератора.
Генератор предназначен для обеспечения питанием электропотребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумулятора при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумулятора.
Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне частот вращения и нагрузок. Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи, и ее ускоренному выходу из строя. Не менее чувствительны к величине напряжения лампы освещения и сигнализация, акустическое оборудование.
Генератор – достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов. Принцип работы электрогенератора и его принципиальное конструктивное устройство одинаковы у всех автомобильных генераторов, независимо от того, где они выпускаются.
Принцип действия генератора
В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции.
В этом случае генератор работает на самовозбуждении. При этом остаточный магнитный поток в генераторе, т.е. поток, который образуют стальные части магнитопровода при отсутствии тока в обмотке возбуждения, невелик и обеспечивает самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому в схему генератора, там где обмотки возбуждения не соединены с аккумуляторной батареей, вводят такое внешнее соединение (обычно через контрольную лампу состояния генераторной установки). Ток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения после включения выключателя зажигания и обеспечивает первоначальное возбуждение генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, т.к. в этом случае генератор возбуждается при слишком высоких частотах вращения, поэтому фирмы-изготовители оговаривают необходимую мощность контрольной лампы — обычно 2…3 Вт.При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный», и «южный» полюсы ротора, т.
е. направление магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения.
За редким исключением генераторы зарубежных фирм, также как и отечественные, имеют шесть «южных» и шесть «северных» полюсов в магнитной системе ротора. В этом случае частота f в 10 раз меньше частоты вращения ротора генератора. Поскольку свое вращение ротор генератора получает от коленчатого вала двигателя, то по частоте переменного напряжения генератора можно измерять частоту вращения коленчатого вала двигателя. Для этого у генератора делается вывод обмотки статора, к которому и подключается тахометр. При этом напряжение на входе тахометра имеет пульсирующий характер, т.к. он оказывается включенным параллельно диоду силового выпрямителя генератора.
Обмотка статора генераторов зарубежных и отечественных фирм – трехфазная. Она состоит из трех 3 частей, называемых обмотками фаз или просто фазами, напряжение и токи в которых смещены друг относительно друга на треть периода, т.
е. на 120 электрических градусов. Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». При этом различают фазные и линейные напряжения и токи. Фазные напряжения действуют между концами обмоток фаз, а токи протекают в этих обмотках, линейные же напряжения действуют между проводами, соединяющими обмотку статора с выпрямителем. В этих проводах протекают линейные токи . Естественно, выпрямитель выпрямляет те величины, которые к нему подводятся, т. е. линейные. При соединении в «треугольник» фазные токи меньше линейных, в то время как у «звезды» линейные и фазные токи равны. Это значит, что при том же отдаваемом генератором токе, ток в обмотках фаз, при соединении в «треугольник», значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности довольно часто применяют соединение в «треугольник», т.к. при меньших токах обмотки можно наматывать более тонким проводом, что технологичнее. Однако линейные напряжения у «звезды» больше фазного, в то время как у «треугольника» они равны и для получения такого же выходного напряжения, при тех же частотах вращения «треугольник» требует соответствующего увеличения числа витков его фаз по сравнению со «звездой».
Более тонкий провод можно применять и при соединении типа «звезда». В этом случае обмотку выполняют из двух параллельных обмоток, каждая из которых соединена в «звезду», т.е. получается «двойная звезда». Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых соединены с выводом «+» генератора, а другие три с выводом «—» («массой»). При необходимости форсирования мощности генератора применяется дополнительное плечо выпрямителя. Такая схема выпрямителя может иметь место только при соединении обмоток статора в «звезду», т. к. дополнительное плечо запитывается от «нулевой» точки «звезды».
У многих генераторов зарубежных фирм обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю. Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении.
Следует обратить внимание на то, что под термином «выпрямительный диод», не всегда скрывается привычная конструкция, имеющая корпус, выводы и т.д. Иногда это просто полупроводниковый кремниевый переход, герметизированный на теплоотводе
Применение в регуляторе напряжения электроники и особенно, микроэлектроники, т.е. применение полевых транзисторов или выполнение всей схемы регулятора напряжения на монокристалле кремния, потребовало введения в генератор элементов ее защиты от скачков высокого напряжения, возникающих, например, при внезапном отключении аккумуляторной батареи, сбросе нагрузки. Такая защита обеспечивается тем, что диоды силового моста заменены стабилитронами. Отличие стабилитрона от выпрямительного диода состоит в том, что при воздействии на него напряжения в обратном направлении, он не пропускает ток лишь до определенной величины этого напряжения (напряжением стабилизации).
Обычно в силовых стабилитронах напряжение стабилизации составляет 25… 30 В. При достижении этого напряжения стабилитроны «пробиваются «, т.
е. начинают пропускать ток в обратном направлении, причем в определенных пределах изменения силы этого тока напряжение на стабилитроне, а, следовательно, и на выводе «+» генератора остается неизменным, не достигающем опасных для электронных узлов значений. Свойство стабилитрона поддерживать на своих выводах постоянство напряжения после «пробоя» используется и в регуляторах напряжения.
Принцип действия регулятора напряжения (реле регулятора)
В настоящее время все генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило, встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков. Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки – тем меньше это напряжение.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно, можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется. Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения.
Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить – увеличивается.
Конструктивное исполнение генераторов
По своему конструктивному исполнению генераторные установки можно разделить на две группы – генераторы традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и генераторы так называемой «компактной» конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости генератора.
Обычно «компактные» генераторы оснащаются приводом с повышенным передаточным отношением через поликлиновый ремень и поэтому, по принятой у некоторых фирм терминологии, называются высокоскоростными генераторами. При этом внутри этих групп можно выделить генераторы, у которых щеточный узел расположен во внутренней полости генератора между полюсной системой ротора и задней крышкой (Mitsubishi, Hitachi), и генераторы, где контактные кольца и щетки расположены вне внутренней полости (Bosch, Valeo). В этом случае генератор имеет кожух, под которым располагается щеточный узел, выпрямитель и, как правило, регулятор напряжения.
Любой генератор содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками –передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором сквозь генератор.
Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, генераторы «компактной» конструкции еще и на цилиндрической части – над лобовыми сторонами обмотки статора.
«Компактную» конструкцию отличает также сильно развитое оребрение, особенно в цилиндрической части крышек. На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который часто объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности. Иногда статор полностью утоплен в передней крышке и не упирается в заднюю крышку (Denso). Существуют конструкции, у которых средние листы пакета статора выступают над остальными, и они являются посадочным местом для крышек. Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками, причем, если крепление двухлапное, то лапы имеют обе крышки, если однолапное — только передняя. Впрочем, встречаются конструкции, у которых однолапное крепление осуществляется стыковкой приливов задней и передней крышек, а также двухлапные крепления, при котором одна из лап, выполненная штамповкой из стали, привертывается к задней крышке, как, например, у некоторых генераторов фирмы Paris-Rhone прежних выпусков.
При двухлапном креплении в отверстии задней лапы обычно располагается дистанционная втулка, позволяющая при установке генератора выбирать зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лап. Отверстие в натяжном ухе может быть одно с резьбой или без, но встречается и несколько отверстий, чем достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигателей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.
Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами – полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы — полувтулки. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса. Обмотка возбуждения в сборе с ротором пропитывается лаком. Клювы полюсов по краям обычно имеют скосы с одной или двух сторон для уменьшения магнитного шума генераторов.
В некоторых конструкциях для той же цели под острыми конусами клювов размещается антишумовое немагнитное кольцо, расположенное над обмоткой возбуждения. Это кольцо предотвращает возможность колебания клювов при изменении магнитного потока и, следовательно, излучения ими магнитного шума. После сборки производится динамическая балансировка ротора, которая осуществляется высверливанием излишка материала у полюсных половин. На валу ротора располагаются также контактные кольца, выполняемые чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. К кольцам припаиваются или привариваются выводы обмотки возбуждения. Иногда кольца выполняются из латуни или нержавеющей стали, что снижает их износ и окисление, особенно при работе во влажной среде. Диаметр колец при расположении щеточно-контактного узла вне внутренней полости генератора не может превышать внутренний диаметр подшипника, устанавливаемого в крышку со стороны контактных колец, т.к. при сборке подшипник проходит над кольцами. Малый диаметр колец способствует кроме того уменьшению износа щеток.
Именно по условиям монтажа некоторые фирмы применяют в качестве задней опоры ротора роликовые подшипники, т.к. шариковые того же диаметра имеют меньший ресурс.
Валы роторов выполняются, как правило, из мягкой автоматной стали, однако, при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала цементируется и закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива. Однако, во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от проворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке, когда необходимо снять шкив и вентилятор.
Щеточный узел – это пластмассовая конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты.
В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов – меднографитные и электрографитные.
Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин. Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец, но встречаются и так называемые реактивные щеткодержатели, где ось щеток образует угол с радиусом кольца в месте контакта щетки. Это уменьшает трение щетки в направляющих щеткодержателя, и тем обеспечивается более надежный контакт щетки с кольцом. Часто щеткодержатель и регулятор напряжения образуют неразборный единый узел.
Выпрямительные узлы применяются двух типов – либо это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются (или припаиваются) диоды силового выпрямителя или на которых распаиваются и герметизируются кремниевые переходы этих диодов, либо это конструкции с сильно развитым оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаиваются к теплоотводам.
Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы, либо в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками. Включение выпрямительных блоков в схему генератора осуществляется распайкой или сваркой выводов фаз на специальных монтажных площадках выпрямителя или винтами. Наиболее опасным для генератора и особенно для проводки автомобильной бортовой сети является перемыкание пластин-теплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора, случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи, что может привести к возгоранию. Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов некоторых фирм частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.
Подшипниковые узлы генераторов это, как правило, радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами (Delco Remy, Motorcraft). Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец обычно плотная, со стороны привода — скользящая, в посадочное место крышки наоборот — со стороны контактных колеи — скользящая, со стороны привода — плотная. Так как наружная обойма подшипника со стороны контактных колец имеет возможность проворачиваться в посадочном месте крышки, то подшипник и крышка могут вскоре выйти из строя, возникнет задевание ротора за статор. Для предотвращения проворачивания подшипника в посадочное место крышки помещают различные устройства — резиновые кольца, пластмассовые проставки, гофрированные стальные пружины и т.п. Конструкцию регуляторов напряжения в значительной мере определяет технология их изготовления.
При изготовлении схемы на дискретных элементах, регулятор обычно имеет печатную плату, на которой располагаются эти элементы. При этом некоторые элементы, например, настроечные резисторы могут выполняться по толстопленочной технологии. Гибридная технология предполагает, что резисторы выполняются на керамической пластине и соединяются с полупроводниковыми элементами – диодами, стабилитронами, транзисторами, которые в бескорпусном или корпусном исполнении распаиваются на металлической подложке. В регуляторе, выполненном на монокристалле кремния, вся схема регулятора размещена в этом кристалле.
Охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов (воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец.
У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места — к выпрямителю и регулятору напряжения.
На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют генераторы со специальным кожухом закрепленным на задней крышке и снабженным патрубком со шлангом, через который в генератор поступает холодный и чистый забортный воздух. Такие конструкции применяются, например, на автомобилях BMW. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.
Генераторы большой мощности, устанавливаемые на спецавтомобили, грузовики и автобусы имеют некоторые отличия. В частности, в них встречаются две полюсные системы ротора, насаженные на один вал и, следовательно, две обмотки возбуждения, 72 паза на статоре и т. п. Однако принципиальных отличий в конструктивном исполнении этих генераторов от рассмотренных конструкций нет.
Привод генераторов и крепление их на двигателе
Привод генераторов всех типов автомобилей осуществляется от коленчатого вала ременной или зубчатой передачей.
При этом возможны два варианта — клиновым или поликлиновым ремнем. Приводной шкив генератора выполняется с одним или двумя ручьями для клинового ремня и с профилированной рабочей дорожкой для поликлинового. Вентилятор, выполненный, как правило, штамповкой из листовой стали, в традиционной конструкции генератора крепится на валу рядом со шкивом. Шкив может выполняться сборным из двух штампованных дисков, литым из чугуна или стали, а также полученным методом штамповки или точеным из стали.
Качество обеспечения питанием потребителей электроэнергии, в том числе зарядка аккумуляторной батареи, зависит от передаточного числа ременной передачи, равного отношению диаметров ручьев приводного шкива генератора к шкиву коленчатого вала. Для повышения качества питания электропотребителей это число должно быть как можно больше, т.к. при этом частота вращения генератора повышается, и он способен отдать потребителям больший ток. Однако при слишком больших передаточных числах происходит ускоренный износ приводного ремня, поэтому передаточные числа передачи двигатель-генератор для клиновых ремней лежат в пределах 1,8.
..2,5, для поликлиновых до 3. Более высокое передаточное число возможно потому, что поликлиновые ремни допускают применение на генераторах приводных шкивов малых диаметров и меньший угол охвата шкива ремнем. Наилучшей конструкцией для генератора является индивидуальный привод. При таком приводе подшипники генератора оказываются менее нагруженными, чем в «коллективном» приводе, при котором обычно генератор приводится во вращение одним ремнем с другими агрегатами, чаще всего водяным насосом, и где шкив генератора служит натяжным роликом. Поликлиновым ремнем обычно приводится во вращение сразу несколько агрегатов. Например, на автомобилях Mercedes один поликлиновой ремень приводит во вращение одновременно генератор, водяной насос, насос гидроусилителя руля, гидромуфту вентилятора и компрессор кондиционера. В этом случае натяжение ремня осуществляется и регулируется одним или несколькими натяжными роликами при фиксированном положении генератора. Крепление генераторов на двигателе выполнено на одной или двух крепежных лапах, сочленяемых с кронштейном двигателя.
Натяжение ремня производится поворотом генератора на кронштейне, при этом натяжная планка, соединяющая двигатель с натяжным ухом, может быть выполнена в виде винта, по которому перемещается резьбовая муфта, сочленяемая с ухом.
Встречаются конструкции, у которых прорезь в натяжной планке имеет зубчатую нарезку, по которой перемещается натяжное устройство, соединенное с натяжным ухом. Такие конструкции позволяют обеспечивать натяжение ремня очень точно и надежно.
К сожалению, на данный момент не существует международных нормативных документов, определяющих габаритные и присоединительные размеры генераторов легковых автомобилей, поэтому генераторы различных фирм существенно отличаются друг от друга, разумеется, кроме изделий, специально предназначенных в качестве запчастей для замены генераторов других фирм.
Бесщеточные генераторы
Бесщеточные генераторы применяются там, где возникают требования повышенной надежности и долговечности, главным образом на магистральных тягачах, междугородных автобусах и т.
п. Повышенная надежность этих генераторов обеспечивается тем, что у них отсутствует щеточно-контактный узел, подверженный износу и загрязнению, а обмотка возбуждения неподвижна. Недостатком генераторов этого типа являются увеличенные габариты и масса. Бесщеточные генераторы выполняются с максимальным использованием конструктивной преемственности со щеточными. На выпуске генераторов такого типа специализируется американская фирма Delco-Remy, являющаяся отделением General Motors. Отличие этой конструкции состоит в том, что одна клювообразная полюсная половина посажена на вал, как у обычного щеточного генератора, а другая в урезанном виде приваривается к ней по клювам немагнитным материалом.
Kelly Generator & Equipment, Inc.
Мы понимаем, что вы чувствуете!
KGE защитит то, что для вас важно, предоставив
24/7 питание на месте, так что вы можете быть спокойны.
Мы стабильно растем и хотим расширить нашу команду. Пожалуйста, посетите нашу страницу «Карьера», чтобы узнать о наших ценностях и узнать, сможете ли вы стать членом нашей талантливой и веселой команды!
Компания Kelly Generator & Equipment, Inc.
с 19 лет избавляет наших клиентов от беспокойства благодаря генераторам электроэнергии.92! Мы здесь, чтобы обеспечить вас надежной электроэнергией на месте, и стремимся быть вашей «легкой кнопкой». Kelly Generator & Equipment, Inc. постоянно ищет более качественные, экологически чистые и доступные продукты и является лидером в области инновационных решений в области энергетики.Вы беспокоитесь о том, во что обойдется вам отключение электроэнергии в виде упущенной выгоды?
Вас беспокоит ущерб, который может нанести отключение электроэнергии?
Вы беспокоитесь о спасательных средствах во время отключения электроэнергии?
Вы беспокоитесь о стихийных бедствиях, вызывающих отключение электроэнергии?
При перегрузках сетей и стихийных бедствиях отключения электроэнергии более
обычное, чем когда-либо. KGE защитит ТО, ЧТО ДЛЯ ВАС ВАЖНО, предоставив вам
контролировать свое электричество, чтобы вам больше никогда не приходилось беспокоиться.
Все видео
Стратегии успешного лидерства в продажах — подкаст с Лаурой Келли, вице-президентом по продажам
KellyComplete
Плановое техническое обслуживание от Kelly Generator & Equipment, Inc.
Поскольку Kelly Generator & Equipment, Inc. на 100 % занимается генераторами, вы можете сосредоточиться на своих собственных обязанностях. Когда приходит время технического обслуживания, мы звоним вам, чтобы вам не о чем было помнить и не о чем беспокоиться.
Мы предлагаем комплексную программу планового обслуживания вашего генераторного оборудования. Эта программа основана на тщательной проверке вашего генератора сверху донизу в соответствии с контрольным списком из 82 пунктов, которому мы тщательно следуем, чтобы обеспечить полную проверку вашего оборудования.
Kelly Generator & Equipment, Inc. — Обслуживание охлаждающей жидкости
Для поддержания производительности и надежности необходимо проводить регулярные проверки системы охлаждения двигателя генератора. Недостаточное техническое обслуживание системы охлаждения может привести к тому, что двигатель потеряет мощность и будет работать ниже расчетной выходной мощности, приведет к чрезмерному износу, ухудшению качества смазочного масла и, в худшем случае, к заклиниванию этого критического узла.
Важность проверки топлива
Игнорирование технического обслуживания дизельного топлива может быть рискованным и дорогостоящим. Хороший источник топлива необходим для того, чтобы ваш генератор работал, когда это необходимо. Kelly Generator & Equipment, Inc. предоставляет топливные услуги нашим клиентам, чтобы следить за качеством топлива в их баках и за тем, чтобы их генератор работал, когда это необходимо.
Генератор Келли / Музей Библии — проект года Generac
Проект года Generac — получатель, генератор Келли и оборудование за их работу над созданием резервного источника электроэнергии для Музея Библии
Большие газовые генераторы
Показ увеличенное время работы, экономичные двигатели и безвредные для окружающей среды генераторы Generac, работающие на газообразном топливе, могут использоваться в соответствии с местными нормами и уникальными потребностями в резервном питании для целого ряда приложений.
1955 Dale Lane
Owings, MD 20736
Тел.: 410. 257. 5225
Факс: 410-257-5227
Technology Drive: [email protected]
006
Угольный центр, Пенсильвания 15423
Тел.: 724-330-5900
Факс: 724-330-5902
Генераторы и динамо-машины
Разработка и история компонента, который впервые произвел электричество коммерчески осуществимый
Динамо
Генераторы преобразуют механическое вращение в электрическую энергию.
Динамо — устройство, производящее постоянного тока электроэнергии с помощью электромагнетизма. Он также известен как генератор, однако термин генератор обычно относится к «генератору переменного тока», который создает мощность переменного тока.
Генератор — обычно этот термин используется для описания генератора , который
создает мощность переменного тока с помощью электромагнетизма.
Генераторы,
Динамо и Батареи — это три инструмента, необходимые для создания/хранения
значительное количество электроэнергии для нужд человека. Батареи
возможно, были обнаружены еще в 248 г. до н.э. Они просто используют химические
реакция на производство и хранение электроэнергии. Ученые экспериментировали с
батареи, чтобы изобрести раннюю лампу накаливания, электродвигатели и
поезда и научные испытания. Однако батареи не были надежными или
экономически эффективным для любого регулярного использования электричества, именно динамо-машина
коренным образом превратил электричество из диковинки в выгодный, надежный
технологии.
1.
Как это работает
2. Краткая история динамо-машин и генераторов
3. Видео генераторов
1.) Как он работает:
базовый:
Сначала вам нужен механический источник энергии, такой как турбина (работает от падения воды), ветряная турбина, газовая турбина или паровая турбина. Вал от одного из этих устройств соединен к генератору для выработки электроэнергии.
Динамо и генераторы работают используя дикие сложные явления электромагнетизма . Понимание поведение электромагнетизма, его полей и его эффектов является большим предмет исследования. Есть причина, по которой прошло 60 лет ПОСЛЕ Вольты. первая батарея, на которой заработала хорошая мощная динамо-машина. Мы будет упрощать вещи, чтобы помочь вам познакомить вас с интересной темой производства электроэнергии.
В самом общем смысле генератор / динамо-машина — это один магнит, вращающийся внутри воздействия магнитного поля другого магнита. Вы не можете видеть магнитное поле, но это часто иллюстрируется линиями потока. На иллюстрации выше линии магнитного потока будут следовать линиям, созданным железом опилки.
Генератор/динамо изготовлен набор стационарных магнитов (статоров), создающих мощное магнитное поле, и вращающийся магнит (ротор), который искажает и прорезает магнитное линии потока статора. Когда ротор пересекает линии магнитного поток делает электричество.
Но почему?
В соответствии с законом индукции Фарадея если вы возьмете проволоку и будете двигать ее туда-сюда в магнитном поле, поле отталкивает электроны в металле. Медь имеет 27 электронов, два последних на орбите легко отталкиваются к следующему атому.
Это движение электронов представляет собой электрический поток.
Это движение
электронов представляет собой электрический поток.Посмотреть видео ниже показано, как индуцируется ток в проводе:
Если взять много провода например, в катушке и перемещая ее в поле, вы создаете более мощный «поток» электронов. Мощность вашего генератора зависит на:
«l»-длина проводник в магнитном поле
«v»-скорость проводника (скорость вращения ротора)
«B»-напряженность электромагнитного поляВы можете выполнять вычисления, используя эта формула: е = В х Д х В
Посмотреть видео чтобы увидеть все это продемонстрировано:
О магнитах:
Вверху: простой электромагнит называется соленоидом.
Магниты обычно не из природного магнетита или постоянного магнит (если это не небольшой генератор), но они медные или алюминиевая проволока, намотанная на железный сердечник. Каждая катушка должна быть под напряжением с некоторой силой, чтобы превратить его в магнит. Эта катушка вокруг железа называется соленоид. Соленоиды используются вместо природного магнетита, потому что соленоид НАМНОГО мощнее. Небольшой соленоид может создать очень сильное магнитное поле.
Термин «соленоид» на самом деле описывает
трубчатая форма, созданная спиральной проволокой. Выше: Витки провода в генераторах должны быть изолированы. Отказ генератора вызвано слишком высоким повышением температуры, что приводит к поломке изоляции и короткого замыкания между параллельными проводами. Подробнее о проводах >
|
См. также нашу страницу Induction .
Динамо
Динамо есть
более старый термин, используемый для описания генератора, который производит постоянного тока.
мощность . Сила постоянного тока посылает электроны только в одном направлении. Проблема
с простым генератором заключается в том, что когда ротор вращается, он в конце концов
полностью поворачивается, обращая ток. Ранние изобретатели не
знать, что делать с этим переменным током, переменный ток
более сложные для управления и проектирования двигателей и освещения. Ранние изобретатели
должен был придумать способ улавливать только положительную энергию генератора,
поэтому они изобрели коммутатор.
Коммутатор – это переключатель, который позволяет
ток течет только в одном направлении.
См. видео ниже, чтобы увидеть, как работает коммутатор:
Динамо состоит из 3 основных компонентов : статора, якоря и коммутатор.
|
|
Большие динамо-машины требуют электромагнита. Самовозбуждение:
Так как магниты в динамо
соленоиды, для работы они должны быть запитаны.
Так что помимо кистей
какая мощность отвода выходит на основную цепь, есть еще набор
щеток, чтобы взять питание от якоря для питания статора
магниты. Хорошо, если динамо работает, но как запустить
динамо-машина, если у вас нет сил начать?
Иногда арматура остается некоторый магнетизм в железном сердечнике, и когда он начинает вращаться, он делает небольшая мощность, достаточная для возбуждения соленоидов в статоре. Затем напряжение начинает расти, пока динамо-машина не выйдет на полную мощность.
Если нет магнетизма остается в железе якоря, чем часто для возбуждения используется батарея соленоиды в динамо, чтобы запустить его. Это называется «поле мигает».
Ниже в обсуждении подключив динамо-машину, вы заметите, как мощность направляется через соленоиды. иначе.
Есть два способа
проводка динамо: серия рана и шунт
ранить.
Смотрите диаграммы, чтобы узнать разницу.
А
серийная намоточная машина — нажмите, чтобы увидеть крупным планом | А
аппарат для шунтирования — нажмите, чтобы увидеть крупным планом |
Ниже видео небольшого простая динамо-машина, аналогичная схемам выше (построена в 1890-х годах):
Генератор
Генератор отличается от
динамо-машина в том, что она производит переменного тока мощностью . Электроны втекают в
оба направления в сети переменного тока. Только в 1890-х годах инженеры
придумали, как проектировать мощные двигатели, трансформаторы и другие
устройства, которые могут использовать мощность переменного тока таким образом, чтобы конкурировать с постоянным током
власть.
Пока генератор использует коллекторы, генератор использует токосъемное кольцо со щетками для отвода отключение питания ротора. К токосъемному кольцу прикреплены графит или углерод. «щетки», которые подпружинены, чтобы толкать щетку на кольцо. Это обеспечивает постоянную подачу энергии. Щетки изнашиваются время и необходимость замены.
Ниже, видео контактных колец и щеток, множество примеров от старых до новых:
Со времен Грамм в 1860-х годах было выяснено, что лучший способ построить динамо-генератор заключалась в том, чтобы расположить магнитные катушки по широкому кругу с широким вращением арматура. Это выглядит иначе, чем простые примеры небольших динамо-машин. вы видите, используется в обучении, как работают устройства.
На фото ниже вы увидите
хорошо видно одну катушку на якоре (остальные сняты для обслуживания)
и другие катушки, встроенные в статор.
С 1890-х годов до наших дней 3-фазная мощность переменного тока была стандартной формой питания. Три фазы сделано через конструкцию генератора.
Для изготовления трехфазного генератора вы должны разместить определенное количество магнитов на статоре и якоре, все с правильным интервалом. Электромагнетизм так же сложен, как и работа с волны и вода, поэтому вам нужно знать, как управлять полем через ваш дизайн. Проблемы включают неравномерное притяжение вашего магнита к железному сердечнику, неверные расчеты искажения магнитного поле (чем быстрее оно крутится, тем сильнее поле искажается), ложное сопротивление в обмотках якоря и множество других потенциальных проблем.
Почему 3 фазы? если ты хочешь
чтобы узнать больше о фазах и почему мы используем 3 фазы, посмотрите наше видео
с пионером в области силовой передачи Лайонелом Бартольдом.
2.) Краткая история динамо-машин и генераторов:
Генератор развился из работы Майкла Фарадея и Джозефа Генри в 1820-х годах. Как только эти два изобретателя обнаружили и задокументировали явления электромагнитной индукции, это привело к экспериментам другими в Европе и Северной Америке.
1832 —
Ипполит Pixii (Франция) построил первое динамо с использованием коммутатора,
его модель создавала импульсы электричества, разделенные отсутствием тока. Он
также случайно создал первый генератор переменного тока. Он не знал, что
сделать с меняющимся током, он сосредоточился на попытке устранить
переменного тока для получения постоянного тока, это привело его к созданию
коммутатор.
1830-1860-е годы — Аккумулятор по-прежнему остается самым мощным источником питания
электричество для различных экспериментов, проводившихся в тот период.
Электричество по-прежнему не было коммерчески жизнеспособным. Электрический на батарейках
поезд из Вашингтона в Балтимор потерпел неудачу, что вызвало большое затруднение
к новой области электричества. После миллионов долларов потраченных впустую паров
по-прежнему оказался лучшим источником энергии. Электричество все равно нужно
зарекомендовали себя как надежные и коммерчески выгодные.
1860 — Антонио Пачинотти — Создал динамо-машину, обеспечивающую непрерывную Мощность постоянного тока
1867 — Вернер фон Сименс и Чарльз Уитстон создают более мощная и более полезная динамо-машина, в которой использовался электромагнит с автономным питанием. в статоре вместо слабого постоянного магнита.
1871 — Зеноби Грамме зажгла
коммерческая революция электричества. Он заполнил магнитное поле
железный сердечник, который сделал лучший путь для магнитного потока.
Это увеличило
мощность динамо-машины до такой степени, что ее можно было использовать для многих коммерческих
Приложения.
1870-е — Произошел взрыв новых конструкций динамо-машин, конструкций располагался в диком ассортименте, лишь немногие выделялись превосходством в эффективность.
1876 — Чарльз Ф. Браш (Огайо) разработала самую эффективную и надежную конструкцию динамо-машины. к этому моменту. Его изобретения продавались через Telegraph Supply. Компания.
1877 — Франклин Институт (Филадельфия) проводит испытания динамо-машин со всего мира. Публичность этого события стимулирует развитие других, таких как Элиу. Томсон, лорд Кельвин и Томас Эдисон.
Выше: Длинноногая Мэри Эдисона, коммерчески успешная динамо-машина для его системы постоянного тока 1884 |
|
Большинство из них использовали Сименс
и генераторы Ферранти как основу их изучения. Уильям Стэнли
быстро смог изобрести лучший генератор, будучи неудовлетворенным
с генератором Сименса, который он использовал в своем первом
эксперимент.Выше: Генераторы переменного тока Siemens использовались в Лондоне в 1885 году, в США Эдисон не хотел прыгнуть в область переменного тока, в то время как в Европе технология развивалась быстро.
1886-1891 — Многофазные Генераторы переменного тока разработаны CS Bradly (США), August Haselwander. (Германия), Михаил Доливо-Добровский (Германия/Россия), Галилео Феррарис (Италия) и др. Системы переменного тока, которые включают в себя лучший контроль и мощный электродвигатели позволяют переменному току конкурировать.
|
Вестингауз, Сименс, Эрликон,
и General Electric разрабатывают самые мощные генераторы в мире.
Некоторые генераторы все еще работают 115
годы спустя. (Механивилл, Нью-Йорк)Выше: 1894 Элиу Томсон разработал множество Генераторы переменного тока для General Electric
Более поздний генератор Westinghouse 2000 кВт 270 Вольт от после 1900
3. Видео
Механивилль Генераторы с объяснением истории (1897 г.), разработанные вдохновителем переменного тока. Чарльз П. Стейнмец
Генератор Westinghouse в настоящее время построен и испытан (1905 г.
), спроектирован Оливером Шалленбергером, Тесла
и другие в Westinghouse.1895 Ранние мощные генераторы используется в Фолсоме, Калифорния (разработан Элиу Томпсоном, доктором Луи Беллом и другие в GE)
1891 Генератор производства Oerlikon для Международной электротехнической выставки (разработан Добровольского в Германии)
Связанные темы:
Тепловозы электрические | Трансформеры | История питания переменного тока | Трансмиссия | Электродвигатели | Провода и кабели |
Источники:
-The
История General Electric — Зал истории , Скенектади, Нью-Йорк, 1989 г.