Схема работы генератора: Устройство и принцип работы автомобильного генератора

Принцип работы автомобильного генератора, схема

Генератор — один из главных элементов электрооборудования автомобиля, обеспечивающий одновременное питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи.

Принцип действия устройства построен на превращении механической энергии, которая поступает от мотора, в напряжение.

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

В современных автомобилях предусмотрен агрегат переменного тока, в полной мере удовлетворяющий всем заявленным требованиям.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Не менее важную роль играет щеточный узел, передающий напряжение на контактные кольца и обеспечивающий работу узла.

Изделие состоит из пары графитных щеток, двух пружин и щеткодержателя.

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

• Ротор — стальной элемент, имеющий одну обмотку и, по сути, представляющий собой электромагнит. Ротор находится на валу, а сверху обмотки установлены втулки клювообразной формы. Ток подается с помощью медных колец, которые расположены на валу и объединены с обмоткой через специальные щетки.
• Обмотка — устройство, изготовленное из медной проволоки и закрепленное в пазы сердечника. Сам сердечник выполнен в форме окружности и изготавливается с применением специального материала, обладающего улучшенными магнитными качествами. В электротехнике металл носит название «трансформаторное железо». У статора есть три обмотки, связанные между собой и объединенные в звезду или треугольник. В точке объединения установлен диодный мост, обеспечивающий выпрямление напряжения. Обмотка изготовлена из специальной проволоки, имеющей двойную термоустойчивую изоляцию, покрытую специальным лаком.
• Реле-регулятор — ключевой элемент установки, обеспечивающий стабильное напряжение на выходе устройства. Монтаж регулятора может производиться в кожухе генератора или снаружи. В первом случае он находится возле графитных щеток, а во втором — там, где щетки крепятся к щеткодержателю (но в разных моделях авто монтаж может осуществляться по-разному). Ниже представлены реле-регуляторы с щеточным узлом.
• Выпрямительный мост — элемент, предназначенный для преобразования переменного тока на выходе статора в постоянное напряжение. Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. В среде автовладельцев и мастеров СТО диодный мост часто называется «подковой» из-за схожести с этим предметом.

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

• Напряжение на выходе устройства и, соответственно, в бортовой сети должно поддерживаться в определенном диапазоне, вне зависимости от нагрузки или частоты вращения коленвала.
• Выходные параметры должны иметь такие показатели, чтобы в любом из режимов работы машины АКБ получала достаточное напряжение заряда.

При этом каждый автовладелец должен особое внимание уделять уровню и стабильности напряжения на выходе. Это требование вызвано тем, что аккумулятор чувствителен к подобным изменениям.

Например, в случае снижения напряжения ниже нормы АКБ не заряжается до необходимого уровня. В итоге возможны проблемы в процессе пуска мотора.

В обратной ситуации, когда установка выдает повышенное напряжение, аккумулятор перезаряжается и быстрее ломается.

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

В случае прохождения магнитного потока через катушку и его изменения, на выводах появляется и меняется напряжение (в зависимости от скорости изменения потока). Аналогичным образом работает и обратный процесс.

Так, для получения магнитного потока требуется подать на катушку напряжение.

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

• Катушка (именно с нее снимается напряжение).
• Источник магнитного поля.

Не менее важным элементом, как отмечалось выше, является ротор, выступающий в роли источника магнитного поля.

У полюсной системы узла присутствует остаточный магнитный поток (даже при отсутствии тока в обмотке).

Этот параметр небольшой, поэтому способен вызвать самовозбуждение только на повышенных оборотах. По этой причине по обмотке ротора пропускают сначала небольшой ток, обеспечивающий намагничивание устройства.

Упомянутая выше цепочка подразумевает прохождение тока от АКБ через лампочку контроля.

Главный параметр здесь — сила тока, которая быть в пределах нормы. Если ток будет завышенным, аккумулятор быстро разрядится, а если заниженным — возрастет риск возбуждения генератора на ХХ мотора (холостых оборотах).

С учетом этих параметров подбирается и мощность лампочки, которая должна составлять 2-3 Вт.

Как только напряжение достигает требуемого параметра, лампочка гаснет, а обмотки возбуждения питаются от самого автомобильного генератора. При этом источник питания переходит в режим самовозбуждения.

Снятие напряжения производится со статорной обмотки, которая выполнена в трехфазном исполнении.

Узел состоит 3-х индивидуальных (фазных) обмоток, намотанных по определенному принципу на магнитопроводе.

Токи и напряжения в обмотках смещены между собой на 120 градусов. При этом сами обмотки могут собираться в двух вариантах — «звездой» или «треугольником».

Если выбрана схема «треугольник», фазные токи в 3-х отмотках будут в 1,73 раза меньше, чем общий ток, отдаваемый генераторной установкой.

Вот почему в автомобильных генераторах большой мощности чаще всего применяется схема «треугольника».

Это как раз объясняется меньшими токами, благодаря которым удается намотать обмотку проводом меньшего сечения.

Такой же провод можно использовать и в соединениях типа «звезда».

Чтобы созданный магнитный поток шел по назначению, и направлялся к статорной обмотке, катушки находятся в специальных пазах магнитопровода.

Из-за появления магнитного поля в обмотках и в статорном магнитопроводе, появляются вихревые токи.

Действие последних приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Для уменьшения этого эффекта при изготовлении магнитопровода применяются стальные пластины.

Выработанное напряжение поступает в бортовую сеть через группу диодов (выпрямительный мост), о котором упоминалось выше.

После открытия диоды не создают сопротивления, и дают току беспрепятственно проходить в бортовую сеть.

Но при обратном напряжении I не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

Главной особенностью деталей является способность не пропускать ток до определенного параметра напряжения (25-30 Вольт).

После прохождения этого предела стабилитрон «пробивается» и пропускает обратный ток. При этом напряжение на «плюсовом» проводе генератора остается неизменным, что не несет риски для устройства.

К слову, способность стабилитрона поддерживать на выводах постоянное U даже после «пробоя» применяется в регуляторах.

В результате после прохождения диодного моста (стабилитронов) напряжение выпрямляется, становится постоянным.

У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

Диоды, относящиеся к обмотке возбуждения, работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным напряжением.

Здесь выпрямительное устройство состоит из шести диодов, три их которых являются отрицательными.

В процессе работы генератора ток возбуждения ниже параметра, который отдает автомобильный генератор.

Следовательно, для выпрямления тока на обмотке возбуждения достаточно диодов с номинальным током до двух Ампер.

Для сравнения силовые выпрямители имеют номинальный ток до 20-25 Ампер. Если требуется увеличить мощность генератора, ставится еще одно плечо с диодами.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения — устройство, поддерживающее безопасный уровень U на выходе статора.

Такие изделия бывают двух типов:

• Гибридные — регуляторы, электрическая схема которых включает в себя как электронные приборы, так и радиодетали.
• Интегральные — устройства, в основе которых лежит тонкопленочная микроэлектронная технология. В современных автомобилях наибольшее распространение получил именно этот вариант.

Не менее важный элемент — контрольная лампа, смонтированная на приборной панели, по которой можно делать вывод о наличии проблем с регулятором.

Зажигание лампочки в момент пуска мотора должно быть кратковременным. Если же она горит постоянно (когда генераторная установка в работе), это свидетельствует о поломке регулятора или самого узла, а также необходимости ремонта.

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Неисправности генератора и способы их устранения

Электрооборудование автомобиля имеет свойство ломаться. При этом наибольшие проблемы возникают с АКБ и генератором.

В случае выхода из строя любого из этих элементов эксплуатация ТС в нормальном режиме работы становится невозможной или же авто оказывается вовсе обездвиженным.

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

• Механические. В этом случае проблемы возникают целостностью корпуса, пружин, ременным приводом и прочими элементами, которые не связаны с электрической составляющей.
• Электрические. Сюда относятся неисправности диодного моста, износ щеток, замыкание в обмотках, поломки реле регулятора и прочие.

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

• Пробуксовка приводного ремня. Решение — натянуть ремень и проверить подшипники на факт исправности, симптомы – свист ремня генератора.
• Зависание щеток. Для начала стоит вычистить щеткодержатель и щетки от загрязнений и убедиться в достаточности усилия.
• Обрыв цепочки возбуждения, подгорание контактных колес. Первая проблема решается путем поиска и устранения обрыва, а вторая — посредством зачистки и проточки контактных колец (если это требуется).
• Выход из строя регулятора напряжения.
• Задевание ротором статорного полюса.
• Обрыв цепочки, объединяющий генератор и АКБ.

2. Вторая ситуация.

Когда автомобильный генератор выдает необходимый уровень тока, но АКБ все равно не заряжается.

Причины могут быть разными:

• Низкое качество протяжки контакта «массы» между регулятором и основным узлом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
• Выход из строя реле напряжения — проверьте и поменяйте его.
• Износились или зависли щетки — замените или очистите от грязи.
• Сработало защитное реле регулятора из-за наличия замыкания на «массу». Решение — отыскать место повреждения и убрать проблему.
• Прочие причины — замасливание контактов, поломка регулятора напряжения, витковое замыкание в обмотках статора, плохое натяжение ремня.

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

• Замыкание между витками статора.
• Износ места для посадки подшипника.
• Послабление шкивной гайки.
• Разрушение подшипника.

Ремонт генератора автомобиля всегда должен начинаться с точной диагностики проблемы, после чего причина устраняется путем профилактических мер или замены вышедшего из строя узла.

Рекомендации по замене

Практика эксплуатации показывает, что поменять автомобильный генератор несложно, но для решения задачи требуется соблюдать ряд правил:

• Новое устройство должно иметь аналогичные токоскоростные параметры, как и у заводского узла.
• Энергетические показатели должны быть идентичными.
• Передаточные числа у старого и нового источника питания должны совпадать.
• Устанавливаемый узел должен подходить по размерам и с легкостью крепится к мотору.
• Схемы нового и старого автомобильного генератора должны быть одинаковыми.

Учтите, что устройства, смонтированные на автомобилях зарубежного производства, фиксируются не так, как отечественного, к примеру, как на генератор TOYOTA COROLLA и Лада Гранта .Следовательно, если менять иностранный агрегат изделием отечественного производства, придется установить новое крепление.

Полезные советы в помощь

В завершение рассказа об автомобильных генераторах стоит выделить ряд советов, что необходимо, а чего нельзя делать автовладельцам в процессе эксплуатации.

Главный момент — установка, в процессе которой важно с предельным вниманием подойти к подключению полярности.

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания.

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, стоит придерживаться ряда правил:

• Следите за чистотой контактов и контролируйте исправность электрической проводки автомобиля. Отдельное внимание уделите надежности соединения. В случае применения плохих контактных проводов уровень бортового напряжения выйдет за допустимый предел.
• Следите за натяжкой генератора. В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи. Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
• Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
• Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

Отдельное внимание стоит уделить реле-регулятору, а также проверке напряжения на выходе источника питания. В режиме заряда этот параметр должен быть на уровне 13,9-14,5 Вольт.

Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец.

Высота щеток должна измеряться при демонтированном держателе. Если последний износился до 8-10 мм, требуется замена.

Что касается усилия пружин, удерживающих щетки, оно должно быть на уровне 4,2 Н (для ВАЗ). При этом осматривайте контактные кольца — на них не должно быть следов масла.

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

• Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. В противном случае аккумулятор быстро разрядится, и возрастает риск воспламенения проводки.
• Не проверяйте правильность работы генератора путем перемыкания его выводов или отключения АКБ при работающем двигателе. В этом случае возможна поломка электронных элементов, бортового компьютера или регулятора напряжения.
• Не допускайте попадания технических жидкостей на генератор.
• Не оставляйте включенным узел в случае, если клеммы АКБ были сняты. В противном случае это может привести к поломке регулятора напряжения и электрооборудования авто.
• Своевременно проводите замену ремня генератора.

Зная особенности работы генератора, нюансы его конструкции, основные неисправности и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и АКБ.

Помните, что генератор — сложный узел, требующий особого подхода к эксплуатации.

Важно постоянно следить за ним, своевременно проводить профилактические мероприятия и замену деталей (при наличии такой необходимости).

При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго.

Устройство и принцип работы генератора автомобиля. Схема генератора.

Устройство и принцип работы генератора автомобиля. Схема генератора.

У этого поста — 1 комментарий.

Содержание статьи:

Наша жизнь с бурным ритмом движения сделала привычным для слуха такое слово, как генератор. Вот только каждый воспринимает его по — своему. Кто-то считает, что это программа для компьютера, кто-то уверен, что это радиоэлектронное устройство. Заострим внимание на том, что генератор – это устройство, вырабатывающее электрическую энергию. В конкретном случае речь пойдем об автомобильном генераторе.

Принцип работы генератора.

Основной принцип работы генератора – это преобразование в электрическую энергию механическую. Одновременно устройство служит и для зарядки аккумулятора, когда двигатель работает. Другой немаловажной задачей генератора является обеспечение стабильной работой каждой электрической системы, не допуская разрядки АКБ. К сведению: разрядка обычно происходит, если напряжение становится низким. В противном случае батарея перезаряжается, а это приводит к тому, что она выходит из строя раньше положенного срока. Остановимся более подробно на том, как работает генератор. Принцип его работы относительно прост. Ременная передача двигателя вращает ротор. После начала движения напряжение поступает на обмотку возбуждения, где образуется магнитный поток. За силу тока отвечает реле-регулятор, который обеспечивается увеличением либо уменьшением напряжения на щетки. На выходе напряжение всегда будет колебаться в требуемых пределах, что обычно бывает достаточно для исправной работы аккумулятора.

Функция генератора может быть более объемна, нежели все привыкли считать. Как один из вариантов может быть использован в качестве источника частотозависимого сигнала. Он необходим для системы и служит защитой для двигателя от чересчур опасных высоких частот вращения. Кроме этого генератор поддерживает питание тахометра и других ему подобных систем, напрямую связанных с работой коленчатого вала. Когда поступает сигнал о том, что генератор получает повышенную нагрузку,( он может идти как напрямую в систему управления двигателем либо через бортовой компьютер) происходит следующее. В двигателе увеличивается частота вращения коленчатого вала,( во время работы на холостом ходу), что приводит к улучшению баланса заряда. И как закономерный вывод: отключенное напряжение генератора при разгоне дает возможность разгрузить двигатель, тем самым сокращая само время разгона.

Традиция или компактность — предназначение одно. Виды генераторов.

Конструктивное исполнение делит генераторы на две группы:
• конструкция традиционная;
• компактная конструкция.

Выделим каждой из групп немного внимания.

В первую группу входят устройства, имеющие один вентилятор. Вентилятор располагается непосредственно у приводного шкива. Ко второму относят устройства, оснащенные двумя вентиляторами. Их устанавливают во внутренней полости самого генератора. Стоит отметить, что вне зависимости от конструкции, значительных отличий в принципе работы генератора не существует.

Бережем генератор и не делаем то, что нельзя делать.

Во время работы автомобильного генератора запрещается выполнять следующее:
• Если неисправен выпрямитель, генератор нельзя оставлять подключенным к АКБ.
• Не стоит проверять исправность генератора, напрямую замыкая его на «массу».
• Отключения от батареи вол время работы двигателя категорически запрещено.
• Необходимо беречь генератор от попадания на него тосола, электролита и другой жидкости.

Типовая схема генератора на автомобиле.

Другие похожие статьи:

схема генератора автомобиля, схама генератора автомобиля ваз

просмотров 10 373 Google+

рисунок 1

Выводы для подключения генераторов.

Выводы генераторных установок могут иметь обозначения следующего вида: плюсовой обозначаться: «+», В, 30, В+, ВАТ; минусовой вывод: «-«, D-, 31, B-, M, E, GRD; вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, FLD; вывод контрольной лампы исправности цепи генератора:D, D+, 61, L, WL, IND; вывод фазы статора: ~, W, R, STA; нулевой вывод статарной обмотки : 0, Мр; плюсовой вывод регулятора напряжения для соединения с АБ: Б, 15, S; вывод регулятора соединяемый с замком зажигания: IG; вывод регулятора для соединения с бортовым компьютером: FR, F.

Рисунок 2

Схема генератора автомобиля особенности подключения.

Конструкция генераторов различных производителей принципиально не отличается между собой. Основным их отличием является схема генератора автомобиля, типа реле возбуждения и как следствие, схема возбуждения генератора. Между собой регуляторы разных типов не взаимозаменяемые, так как одни коммутирующий элемент в одном случае подаёт «+» на обмотку возбуждения (рис. 1), а другой по «-» (рис. 2). Плюс во втором случае на обмотку возбуждения подаётся постоянно при включении замка зажигания. Эти схемы генератора ВАЗ (классика кроме 04, 05, 07) и др. автомобильных генераторов имеющих регуляторы напряжения находящиеся вне генератора.

Рисунок 3

Серьёзный недостаток, генераторов с выносным регулятором напряжения, большое число соединений в цепи регулятора, что может привести к потерям и следовательно к перезаряду АБ. Более перспективна схема где регуляторы расположены внутри. Для предотвращения подачи напряжения на обмотку возбуждения при заглушенном двигателе, через регулятор напряжения, используются три дополнительных диода. Так же в этой схеме введена подпитка обмотки возбуждения от контрольной лампы, параллельно которой находится сопротивление которое подпитывает обмотку при перегорании лампы (рис. 3 и 4).

Рисунок 4

На зарубежных генераторах в место диодов в выпрямительном блоке последнее время применяются стабилитроны, что позволяет снизить скачки напряжения при аварийной работе генератора и предотвращения выхода из строя электронных устройств.

Последнее время появились отечественные генераторы без дополнительных диодов в выпрямительном блоке что немного упрощает его , но существенно усложняет и удорожает регуляторы напряжения, что при нашем производстве существенно снижает долговечность генератора. Эта схема генератора автомобиля впервые применялась в японских и американских генераторах.

admin 04/04/2011 «Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER» «Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях»

Автомобильный генератор – устройство и принцип работы генератора двигателя автомобиля

к списку всех статей

22.08.2014

Автомобильный генератор – это источник электроэнергии и неотъемлемая часть устройства автомобиля. Принцип действия электрогенератора состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. Генератор автомобиля является основной частью генераторной установки, которая также включает в себя регулятор напряжения.
Исправные автогенераторы осуществляют бесперебойную подачу тока, который необходим для работы большинства автомобильных компонентов-электропотребителей: системы зажигания, бортового компьютера и других. Одновременно с этим автомобильный генератор поддерживает заряд аккумуляторной батареи. Состояние и мощность генератора напрямую влияют на надежность автомобиля и его и эксплуатационные характеристики.

Устройство и принцип работы генератора
Автомобильный генератор работает по принципу преобразования механической энергии в электрическую: вращение коленчатого вала двигателя генератор преобразует в электрический ток.Это происходит благодаря явлению электромагнитной индукции, т.е. возникновению переменного электрического напряжения при изменении магнитного потока, протекающего сквозь замкнутый контур. В случае с автогенератором таким контуром выступает статор с медной обмоткой, внутри которого вращается ротор, представляющий собой магнит или совокупность магнитов.
Таким образом, основные элементы автогенератора – это статор, ротор и регулятор напряжения. В конструкции также присутствуют корпус из двух крышек, шкив для передачи энергии от двигателя посредством ремня генератора, диоды-выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный,щеточный узел и другие вспомогательные элементы.
Статор -статичный элемент генератора, состоящий из замкнутого железного магнитопровода с пазами, внутри которых находится медная обмотка. Именно эта обмотка накапливает мощность автогенератора при вращении ротора.Ротор же представляет собой стальной вал с обмоткой возбуждения, в которой образуется магнитный поток, и двумя стальными втулками, которые подводят поток к обмотке статора.
При повороте ключа в замке зажигания к обмотке возбуждения подводится ток, который обеспечивает первоначальное возбуждение и приводит к образованию электромагнитного поля.Ротор вращается, получив привод от коленчатого вала двигателя с помощью ремня генератора, вращающего шкив. При вращении ротора магнитный поток в катушке попеременно меняет свое направление, так как напротив катушек оказываются то южный, то северный полюсы ротора. Вследствие этого внутри катушки возникает переменное напряжение, частота которого напрямую зависит от частоты вращения ротора и количества пар полюсов. Переменное напряжение с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, которое и подается к бортовой сети автомобиля.

Рекомендации по эксплуатации автогенератора
1. Устанавливая в свой автомобиль АКБ, или запуская двигатель от другого источника, убедитесь в том, что соблюдаете правильную полярность. В противном случае выйдет из строя выпрямитель автогенератора и возникнет угроза возгорания.
2. Необходимо отслеживать состояние электропроводки и состоянием контактов проводов, которые подходят к генератору автомобиля и регулятору напряжения. Слабый контакт может привести к образованию избыточного напряжения.
3. Стоит также следить за состоянием ремня генератора, так как в случае слабого натяжения генератор работает менее эффективно, в случае слишком тугого натяжения возможно разрушение подшипников.
4. Рекомендуем доверить установку генератора профессионалам из СТО во избежание возникновения непредвиденных проблем

Не упускайте важные события

к списку всех статей

Принцип работы генератора переменного тока автомобиля, устройство

Принцип работы генератора состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. Происходит это за счет явления электромагнитной индукции. Суть его состоит в том, что при пересечении проводником электричества силовых линий магнитного поля, на концах первого возникает разность потенциалов. То есть электрическое напряжение. Принцип работы автомобильного генератора заключается в том же.

Генератор автомобиля является генератором переменного тока со встроенным в него выпрямителем.

Для чего автомобилю нужен генератор

Каждому автомобилю для работы нужна электрическая энергия. Она используется для пуска и работы двигателя, освещения дороги. Контрольные приборы и световая индикация тоже используют ее для нормального функционирования. Поэтому электрический аккумулятор в процессе работы автомобиля быстро разряжается. Чтобы он заряжался во время работы двигателя, на каждый автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания, устанавливают генератор.

Состав и устройство автогенератора

Автогенератор состоит из следующих частей:

• Статор, включающий в себя сердечник из пластин электротехнической стали с тремя намотанными на него катушками медного эмалированного провода диаметрам чуть меньше миллиметра. Соединяются эти обмотки между собой «звездой», а к их свободным концам подключаются диоды выпрямителя.
• Ротор, состоящий из сердечника с 6 полюсами и намотанной внутри этой конструкции катушки изолированного медного провода, выводы которой подключены к двум медным контактным кольцам. Эта катушка является обмоткой возбуждения автогенератора.
• Блок диодов выпрямителя. Его схема состоит из 6 мощных диодов, расположенных на двух алюминиевых подковах и попарно соединенных между собой. Способом их коммутации здесь, как правило, бывает схема Ларионова. Эта схема преобразует трехфазное переменное напряжение в постоянное.
• Дюралюминиевый корпус автогенератора, с изолированной от него клеммой выхода, и с элементами крепления к двигателю. Выполнен он из двух половинок: передней и задней, стягивающимися между собой длинными болтами с гайками.
• Регулятор напряжения со щетками. В более ранних конструкциях автогенератора регулятор напряжения не объединялся с блоком щеток, а устанавливался в моторном отсеке отдельно. Схема подключения автогенератора со встроенным и вынесенным регулятором напряжения несколько различается.
• Помехоподавляющий конденсатор. Служит для уменьшения помех радиоаппаратуре в бортовой сети автомобиля. Подключается параллельно выходу генератора, то есть один его вывод присоединяется к плюсовой клемме устройства, а другой к «массе» автомобиля.
• Приводной шкив, часто соединенный с крыльчаткой охлаждения.

Схема регулятора напряжения, по сути, является усилителем тока с отрицательной обратной связью по напряжению. То есть повышение напряжения на выходе автогенератора приводит к уменьшению тока проходящего через обмотку возбуждения ротора, что ослабляет его магнитное поля, а из-за этого уменьшается напряжение на выходе устройства. В современных генераторах для питания обмотки возбуждения используются дополнительный выпрямитель из трех маломощных диодов. Это исключает протекание тока через обмотку возбуждения при выключенном зажигании и упрощает схему индикации наличия или отсутствия зарядки. При включении зажигания, через индикаторную лампочку, на регулятор напряжения подается питание. Пока нет зарядки, ток возбуждения генератора идет через лампочку и она светится. А как только генератор начинает вырабатывать энергию, питание на регулятор подается с дополнительных диодов, ток через контрольную лампочку прекращается и она гаснет.

Работа агрегата

При прохождении тока по обмотке возбуждения автогенератора, вокруг ротора возникает магнитное поле.

Вращение ротора двигателем через приводной ремень, заставляет силовые линии магнитного поля пересекать витки обмоток статора. Отчего в них возникает ЭДС, а на выводах обмоток появляется переменное электрическое напряжение.

Последнее преобразуется блоком диодов в постоянное. Необходимая для нормальной зарядки аккумулятора величина постоянного напряжения (от 13,9 до 14,2 В) поддерживается при помощи реле-регулятора, которое при повышении напряжения выше верхнего значения, уменьшает ток возбуждения. А при снижении ниже нижнего, увеличивает его. Так устроен любой автогенератор.

Немного истории

Первые автомобильные генераторы были генераторами постоянного тока. Такими генераторами автомобили комплектовались вплоть до начала 60 годов прошлого века. Их главное отличие от генераторов переменного тока в том, что электромагниты, создающие магнитное поле, неподвижны. ЭДС находится во вращающихся в этом поле обмотках ротора. Снимается же ток с изолированных между собой полуколец, поэтому на каждой щетке присутствует напряжение только одной полярности. Их недостатками является сложная конструкция щеточно-коллекторного узла и низкая надежность из-за большого тока, протекающего через контакты между щетками и коллекторными пластинами.

Поэтому, как только промышленность стала выпускать полупроводниковые диоды достаточной мощности, генераторы постоянного тока на автомобилях стали заменять генераторами переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями. Выпрямители первых таких генераторов для автомобиля были селеновыми. Они имели большие размеры, а их рабочая температура была значительно ниже, чем у современных кремниевых. Поэтому они не могли размещаться внутри генератора.

Первые регуляторы напряжения были вибрационные. Они представляли собой реле, регулирующее ток возбуждения за счет частых кратковременных разрывов цепи, питающую катушку ротора. Поэтому регулятор напряжения до сих пор часто называют реле-регулятор. Они имели нормально замкнутые контакты, подающие питание на катушку якоря. При повышении напряжения бортовой сети, обмотка реле притягивала сердечник и разрывала цепь питания якоря. От этого падало выходное напряжение генератора, реле переставало удерживать сердечник, и цепь питания ротора вновь замыкалась.

На смену им пришли полупроводниковые регуляторы на дискретных элементах. А за ними и интегральные регуляторы напряжения, обладающие столь малыми размерами, что их стали объединять в один узел со щетками и вставлять в корпус генератора.

Надежность генераторов

Наибольшее влияние на надежность и срок службы автомобильных генераторов оказывает качество подшипников ротора, щеточно-коллекторного узла и изоляции обмоток. Первый и последний фактор зависит главным образом от уровня технологии производства комплектующих. Воздействие второго стремятся устранить, разрабатывая бесконтактные индукторные генераторы с укороченными полюсами. Такие генераторы уже несколько десятков лет используют на тракторах и на сельхозтехнике. На автомобилях они пока не применяются из-за того, что еще не найдены пути ликвидации их главных недостатков: небольшой удельной мощности, большой амплитуды пульсации напряжения и значительного магнитного шума. Надежность же их заметно выше, чем у их предшественников, обладающих щетками.

Принцип работы генератора переменного и постоянного тока

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила. Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым. Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

генератор тока

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.

Электрический мотор

Генератор переменного тока

генератор переменного тока

При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.

генератор переменного тока

Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.

Генератор постоянного тока

Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т.д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

автомобильный генератор тока

Таким образом, генератор тока является современным устройством, способный преобразовывать энергию механического движения в электрическую.

Оцените качество статьи:

Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

• Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

• Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

• Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
• Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
• Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
• Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

• Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
• Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
• В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

• Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
• Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

• Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

• При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
• Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
• Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

• Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
• Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

• Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
• Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
• Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
• Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

• Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
• Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
• В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
• Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

• Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

• Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.

1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

Простая схема генератора высокого напряжения — Дуговый генератор

Здесь объясняется простая схема генератора высокого напряжения, которую можно использовать для повышения любого уровня постоянного тока примерно до 20 раз или в зависимости от номинала вторичной обмотки трансформатора.

Работа схемы

Как видно из показанной принципиальной схемы высоковольтного дугового генератора, в нем используется стандартная конфигурация генератора с блокировкой транзистора для генерирования необходимого повышенного напряжения на выходной обмотке трансформатора.

Схема может быть понята следующим образом:

Транзистор проводит и управляет соответствующей обмоткой трансформатора через коллектор / эмиттер в момент, когда мощность подается в центр трансформатора.

Принципиальная схема

Верхняя половина обмотки трансформатора просто обеспечивает обратную связь с базой транзистора через C2, так что T1 остается заблокированным в режиме проводимости, пока C2 не зарядится полностью, сломав защелку и заставив транзистор начать работу. цикл проведения заново.

R1, который представляет собой резистор 1 кОм, расположен так, чтобы ограничить базовое возбуждение для T1 до безопасных пределов, в то время как VR1, который представляет собой предварительную установку 22 кОм, может быть отрегулирован для получения эффективно пульсирующей частоты T1.

C2 можно также точно настроить, пробуя другие значения до тех пор, пока на выходе trafo не будет достигнута максимально возможная мощность.
Трансформатор может быть любым понижающим трансформатором с железным сердечником (500 мА), обычно используемым в переходных блоках переменного / постоянного тока трансформаторного типа.

Выходной сигнал прямо на выходе трансформатора будет на номинальном уровне вторичной обмотки, например, если это вторичная обмотка 220 В, то можно ожидать, что выход будет на этом уровне.

Вышеупомянутый уровень может быть дополнительно усилен или повышен с помощью подключенного диода, цепи накачки заряда конденсатора, подобной сети генератора Кокрофта-Уолтона.

Сеть повышает уровень 220 В до многих сотен вольт, что может быть вызвано искрой на правильно расположенных концевых выводах схемы накачки заряда.

Схема также может использоваться в летучих мышах против комаров, заменив трансформатор с железным сердечником на аналог с ферритовым сердечником.

Цепь генератора высокой мощности 10 кВ

При питании от входной мощности 30 В схема, описанная ниже, может обеспечивать высокое напряжение в диапазоне от 0 до 3 кВ (тип 2 и даже от 0 до 10 кВ. Вентили NAND N1 —- N3 подключены как нестабильный мультивибратор (AMV), который питает транзисторы Дарлингтона T1 / T2 с частотой основной волны 20 кГц. Из-за уменьшенной циркуляции тока (решено R4 через транзисторы, они не могут насыщаться, что приводит к быстрому отключению.Невероятно быстрое переключение транзисторов генерирует пульсирующий сигнал около 300 В на первичной обмотке Tr1.

Это напряжение впоследствии увеличивается и увеличивается пропорционально коэффициенту вращения вторичных обмоток. В 1-м варианте (тип 1) схемы используется однополупериодное выпрямление. Версия 2 на самом деле представляет собой каскадный выпрямитель, извлеченный из старого телевизора.

Вариант 2 обеспечивает напряжение в 3 раза больше, чем вариант 1, поскольку каскадный выпрямитель работает как умножитель напряжения (3Х).IC2 контролирует выходное напряжение. Операционный усилитель сравнивает напряжение, создаваемое на предустановке P1, с напряжением, существующим на переходе делителей напряжения R6 / R8 или R7 / R8. В случае, если выходное напряжение превышает заданный уровень напряжения, IC2 может снизить напряжение питания в направлении выхода, используя T3. Основным звеном схемы является трансформатор. Несмотря на то, что это довольно жизненно важно, его дизайн не так важен.

Ряд ферритовых сердечников E, EI диаметром 30 мм могут работать очень хорошо и без особых усилий.Сердечник не должен иметь никаких воздушных зазоров, значение AL 2000 нГн будет вполне подходящим. Первичная обмотка включает 25 витков суперэмалированного медного провода 0,7 мм и 1 мм, а вторичная обмотка состоит из 500 витков суперэмалированного медного провода 0,2… 0,3 мм.

Первичная и вторичная обмотки должны быть эффективно изолированы друг от друга! В зависимости от высокого напряжения пользователь должен учитывать следующие моменты: Конденсатор C6 должен выдерживать напряжение минимум 3 кВ.R6 в исполнении 1 включает шесть последовательно включенных резисторов номиналом 10 МОм. R7 представляет собой резистор 10 МОм, построенный с использованием последовательно соединенных 10 нОм по 1 МОм. Это реализовано для противодействия выбросам на выходе. Обе схемы потребляют около 50 мА без подключенной нагрузки и 350 мА, обеспечивая при этом 2… 3 Вт на нагрузку. Транзисторам T2 и T3 могут потребоваться радиаторы.

Автоматические выключатели генератора имеют особые требования к защите генератора.

Эта статья принадлежит Eaton и написана R.Уильям Лонг, инженер-консультант, Eaton,
Р. Киркланд Смит , менеджер Eaton и Стивен М. Кэри, главный инженер , Eaton

Цепи генератора

работают в условиях, которые не являются обычными и, безусловно, более жесткими, чем в цепях нормального распределения. Цепи генераторов обладают уникальными характеристиками, поэтому для них требуются автоматические выключатели, специально разработанные и испытанные для этих условий. Чтобы удовлетворить эту потребность, Комитет по коммутационным устройствам Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработал и выпустил специальный отраслевой стандарт, учитывающий эти уникальные характеристики.Конкретный стандарт IEEE — C37.013-1997, озаглавленный «Стандарт IEEE для высоковольтных генераторных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока» и C37.013a-2007.

Автоматические выключатели для генераторов обладают уникальными характеристиками, которые требуют специальной конструкции и испытаний для их условий.

В этой статье суммируются уникальные и сложные аспекты защиты цепей генератора и сравниваются различия между требованиями к выключателям генератора и стандартными выключателями распределения.Превосходные рабочие характеристики генераторных автоматических выключателей суммированы в подробном параллельном сравнении с возможностями, требуемыми от стандартных распределительных автоматических выключателей. Наконец, будет проведено сравнение существующего стандарта с проектом стандарта с двойным логотипом 62271-37-013 D9.3.

Генераторные автоматические выключатели требуют превосходных характеристик и универсальности. Возможности приложений продолжают расти. Потребность в генераторных автоматических выключателях была впервые признана электроэнергетическими компаниями для защиты крупных генерирующих станций, и первые редакции отраслевого стандарта были направлены на эту потребность.Однако многие промышленные и коммерческие энергосистемы в настоящее время включают в себя небольшие генераторы в качестве местного источника энергии. Новые приложения появляются в результате дерегулирования электроэнергетики и строительства небольших электростанций в корпусе. Типичные области применения:

• Электрогенераторы «черный старт»
• Блочные электростанции
• Комбинированные установки / турбины внутреннего сгорания
• ГАЗ
• Малые гидроэлектростанции

  Перерабатывающие отрасли с производством на месте Для большинства применений в цепях генератора необходимо учитывать:

• Конфигурация схемы генератора
• Высокие уровни постоянного тока
• Уникальные условия тока короткого замыкания
• Система-источник (повреждения от трансформатора)
• Неисправности генератор-источник (питание от генератора)
• Уникальные условия напряжения
• Очень высокая скорость нарастания восстанавливающегося напряжения
• Коммутация в противофазе В следующих параграфах обсуждаются высокие требования к режиму эксплуатации генераторных выключателей.

  Наконец, сравнение параметров производится между автоматическим выключателем генераторного класса и автоматическим выключателем распределительного класса, как указано в применимых стандартах C37. Руосс и Коларик обсудили причины разработки первого промышленного стандарта для генераторных выключателей в 1993 году. [6] Наконец, в статье будут рассмотрены некоторые дополнительные и ожидаемые изменения, которые потребуются от генераторных выключателей.

Остальные пять страниц статьи: https: // goo.gl / fNj1ou

---

В рубрике: Генераторы
С тегами: Eaton

---

Мой генератор продолжает отключаться (это причины и способы их устранения) — PortablePowerGuides

Отключение — это в основном слово, используемое для описания внезапного отключения любого электрического устройства при обрыве цепи. Каждое электрическое устройство содержит автоматические выключатели. Они помогают выключить устройство при скачке напряжения или любой другой проблеме, которая может повредить устройство или другие подключенные к нему устройства.

Так же, как и основные источники электроэнергии, генераторы также иногда неожиданно отключаются. Это может быть очень неприятно, когда нет электричества и генератор тоже отключается. В этой статье вы узнаете различные причины, по которым генератор может отключиться, что вы можете сделать, чтобы это исправить, и как предотвратить это.

Основные причины отключения

Как правило, генератор отключается из-за прерывания питания автоматическим выключателем или неисправности розеток прерывателя цепи при замыкании на землю (GFCI).

И автоматический выключатель, и GCFI используются для защиты устройств от повреждений, однако служат несколько другим целям.

Все генераторы содержат автоматические выключатели (и предохранители), которые отключают или отключают электропитание всякий раз, когда существует потенциальная угроза для подключенных устройств. В основном они используются для борьбы с неожиданными скачками напряжения, а отключается только тогда, когда напряжение в электросети превышает необходимое.

В отличие от автоматических выключателей, розетки GFCI используются для обнаружения любой потенциальной утечки электричества из устройства .Другими словами, они указывают на то, что электрический ток теряется в каком-то нежелательном направлении вместо того, чтобы следовать желаемому пути к земле.

Утечки тока могут быть разными причинами; к ним относятся порванные провода, изношенная изоляция, вода или влага, неисправный электрический прибор и даже контакт с кожей человека . GFCI — очень важное и спасающее жизнь оборудование, которое внезапно отключает генератор, чтобы предотвратить любую возможность поражения электрическим током или поражения электрическим током.Если GFCI не работает должным образом, есть вероятность возникновения пожара.

Хотя и автоматические выключатели, и GFCI чрезвычайно важны, бывают случаи , когда они начинают работать со сбоями и продолжают выключать генератор без уважительной причины . Когда это произойдет, вам нужно будет проверить каждый из них, чтобы увидеть, в чем проблема.

Быстрые способы исправить

В поисках неисправности

Поскольку существует две основные возможные причины отключения генератора, важно выяснить точную причину и сузить круг проблемы. Следует отметить, что все генераторы не имеют розеток GFCI, поэтому первое, что вы должны сделать, это выяснить, есть ли они у вашего генератора.

Иногда возможно, что и выключатель, и GFCI отключаются одновременно . Если это только первое, то вам может потребоваться , чтобы убедиться, что вы не перегружаете генераторную нагрузку. Однако, если i t — это только отключение GFCI, то это, скорее всего, утечка электрического тока.

Проверка гнезда GFCI

Чтобы проверить, является ли розетка GFCI причиной отключения , вам необходимо выключить генератор и отсоединить все устройства от вашего генератора . После этого вам необходимо перезапустить генератор и сбросить розетку GFCI. Это делается простым нажатием кнопки «Сброс». Посмотрите, остается ли кнопка нажатой после этого — если нет, то это означает, что розетка GFCI вашего генератора перестала работать и нуждается в замене.

Если вы не обнаружите потенциальной проблемы с розеткой GFCI, тогда вы можете попробовать подключить небольшую электрическую нагрузку, например лампочку, напрямую, без использования удлинителя . Подождите не менее 15 секунд, чтобы увидеть, сработает он или нет. Если это не так, то это также говорит о том, что с розеткой GCFI все в порядке, и может быть другая причина проблемы.

Даже в случае срабатывания лампочки, не спешит с выводами, прежде чем повторить процедуру с другой лампочкой или другой небольшой нагрузкой. .Если все подключаемые устройства продолжают отключаться, возможно, вам потребуется помощь специалиста.

Проверьте шнуры

Если вы используете удлинитель для подключения устройств, то после того, как вы проверили или зафиксировали розетки GFCI, , вы также должны проверить свой шнур, используя тот же процесс . Подключите все шнуры к генератору один за другим, а также проверьте, нет ли на них грязи или влаги. Если генератор отключается по любому из шнуров, то этот шнур необходимо заменить. .

Если с розетками GFCI или шнурами проблем нет, возможно, вам придется проверить автоматический выключатель и заменить его. . В некоторых случаях генератор работает какое-то время, а затем через несколько минут срабатывает автоматический воздушный выключатель, выделяя запах гари.

Обычно это результат недостаточного давления пружины или плохого контакта воздушного реле. Это увеличивает контактное сопротивление в главной цепи и, следовательно, нагревает переключатель, вызывая его срабатывание. .Чтобы исправить это, вы должны правильно очистить коммутатор и избавиться от влаги и пыли. Убедитесь, что переключатель установлен правильно.

В некоторых случаях генератор отключается, как только вы подключаете к нему нагрузку. Обычно это происходит из-за того, что либо слишком велика нагрузка, либо возникло внешнее короткое замыкание. Для этого вам может потребоваться профессиональная поддержка, чтобы точно определить место внешнего короткого замыкания и устранить его.

Проверка конденсатора

Проверка конденсатора — еще более сложная задача, чем проверка розеток GFCI. Многие автоматические выключатели имеют встроенный индикатор, показывающий перегрузку и срабатывание устройства . Однако бывают случаи, когда либо нет индикации, либо прерыватель перестает работать, и, следовательно, индикатору нельзя доверять.

Чтобы подтвердить, что , действительно ли это неисправный выключатель или что-то еще, вам, возможно, придется попробовать те же шаги и подключить разные устройства . Вы также можете использовать мультиметр для измерения сопротивления на соединениях выводных проводов, которые находятся внутри панели.

Обычно любые показания указывают на то, что прерыватель работает, а проблема в другом месте. Если показание показывает «OL» (перегрузка) или бесконечность, несмотря на то, что приборы не подключены, это означает, что автоматический выключатель неисправен и его необходимо заменить.

Проверьте провода

Электропроводка также очень важна, и иногда повреждение проводов также может привести к срабатыванию автоматического выключателя и отключению генератора. Лучше проверять провода каждые несколько дней.

Выбор правильного автоматического выключателя

Хотя нет никакого способа контролировать скачки напряжения и нежелательные отключения, которые иногда происходят неожиданно, выбор конденсатора правильного типа может упростить задачу . Вот некоторые вещи, которые следует учитывать при покупке конденсатора.

Номинальное высокое напряжение

Все конденсаторы имеют определенное номинальное напряжение . Хороший конденсатор — это конденсатор, который имеет достаточную емкость напряжения для работы приборов и не нагревается.Чем выше рейтинг, тем лучше.

Должна быть высокая максимальная отключающая способность

Отключающая способность конденсатора — это, по сути, его способность справляться с скачками напряжения без повреждения. T отключающая способность конденсатора всегда должна быть высокой, чтобы он не прекращал работу при колебаниях мощности.

Следует иметь дело с высокой температурой

Хороший конденсатор всегда должен иметь возможность работать с высокими температурами всякий раз, когда устройство нагревается.Всегда проверяйте, откалиброван ли конденсатор, который вы покупаете, для среды, в которой вы собираетесь его использовать.

Предотвратить коррозию и влагу

Ранее также упоминалось, что часто пыль и влага могут привести к отключению генератора . На рынке есть конденсаторы, предназначенные для защиты от влаги. При покупке конденсатора помните об этих свойствах.

Заключение

В этой статье мы выделили различные проблемы, которые могут вызвать отключение генератора.Мы также обсудили, как проверить, в чем проблема, чтобы ее можно было исправить соответствующим образом.

Кроме того, мы также исследовали некоторые качества, которые следует искать в конденсаторах, чтобы предотвратить повседневные проблемы. Информация, представленная в этой статье, может помочь людям понять, почему их генератор отключается. Те, кто разбирается в электрических цепях, могут извлечь из этого выгоду и использовать их для ремонта своих генераторов.

Хотя знание вещей — это хорошо, всегда лучше обратиться за помощью к специалистам в любой области.Если нет чрезвычайной ситуации, всегда лучше вызвать профессионального электрика для решения этих проблем.

Иногда отключение может указывать на более серьезную проблему, которая временами может быть даже опасной для жизни.

Если вы чувствуете запах гари, искры или сильно нагретые провода, важно как можно скорее обратиться за профессиональной поддержкой. Игнорирование этих признаков или неполучение надлежащей помощи часто может привести к возникновению пожара. Иногда есть определенные вещи, которые может понять только эксперт.

Генераторы | HowStuffWorks

Если вы когда-либо перемещали скрепки с помощью магнита или убивали время, укладывая металлическую стружку в бороду на игрушке «Шерстяной Вилли», то вы баловались основными принципами, лежащими в основе даже самых сложных электрических генераторов. Магнитное поле, отвечающее за выстраивание всех этих маленьких кусочков металла в правильную стрижку ирокез, связано с движением электронов. Подвиньте магнит к скрепке, и вы заставите электроны в скрепке двигаться.Точно так же, если вы позволите электронам перемещаться по металлической проволоке, вокруг нее образуется магнитное поле.

Благодаря Вули Вилли мы видим определенную связь между явлениями электричества и магнетизма. Генератор — это просто устройство, которое перемещает магнит рядом с проводом для создания постоянного потока электронов. Действие, которое заставляет это движение, сильно варьируется, от ручных кривошипов и паровых двигателей до ядерного деления, но принцип остается тем же.

Один из простых способов представить генератор — это представить, что он действует как насос, проталкивающий воду по трубе. Только вместо того, чтобы толкать воду, генератор использует магнит, чтобы толкать электроны. Это небольшое упрощение, но оно дает полезную картину свойств, работающих в генераторе. Водяной насос перемещает определенное количество молекул воды и оказывает на них определенное давление. Таким же образом магнит в генераторе толкает определенное количество электронов и оказывает на них определенное «давление».

В электрической цепи количество движущихся электронов называется силой ампера или током , и оно измеряется в амперах . «Давление», толкающее электроны, называется напряжением и измеряется в вольтах . Например, генератор, вращающийся со скоростью 1000 оборотов в минуту, может производить 1 ампер при 6 вольт. 1 ампер — это количество движущихся электронов (1 ампер физически означает, что 6,24 x 10 ¹⁸ электронов перемещаются по проводу каждую секунду), а напряжение — это величина давления за этими электронами.

Генераторы составляют основу современной электростанции. В следующем разделе мы рассмотрим, как работает одна из этих станций.

Как работает генератор?

Переносной генератор — это удобный способ безопасно производить собственную электроэнергию, когда сеть выходит из строя по естественным или искусственным причинам. Но как работает генератор? Независимо от того, являетесь ли вы новичком в использовании генератора или имеете большой опыт, вам нужно знать несколько вещей, чтобы использовать его безопасно.

🛠 Вы любите заниматься своими проектами.И мы тоже. Давайте вместе что-нибудь построим.

«Самое важное, что вы можете сделать для безопасной эксплуатации генератора, — это спланировать, как использовать генератор до того, как он вам понадобится», — говорит Кевин Коул, младший инженер производителя генераторов Generac. Спланируйте, что вы хотите питать и как вы будете использовать генератор для питания этих нагрузок.

➡️ Как работает генератор?

Прежде чем мы углубимся в спецификации и передовой опыт для домашнего генератора, важно отметить, что портативные генераторы — это не то же самое, что домашние резервные генераторы, которые представляют собой машины, которые постоянно подключены к вашему дому.Домашние резервные генераторы автоматически включаются, когда сеть перестает подавать электроэнергию в ваш дом, тогда как портативный генератор меньше по размеру и требует более тщательного планирования.

Переносные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую, часто для запуска процесса используется газ (хотя вы также можете найти дизельные и пропановые установки). Тем не менее, ваш генератор состоит из пяти основных частей: двигателя внутреннего сгорания, генератора переменного тока, стартера, топливного бака и розеток.

➡️ Требования к электричеству

1) Размер имеет значение: Правильно подберите размер генератора, чтобы он соответствовал электрическим нагрузкам, которые вы собираетесь питать, с некоторой встроенной избыточной мощностью.Мы писали на эту тему, как и на многие другие, поэтому недостатка в хорошей информации нет. Если вы уменьшите мощность генератора, вы создадите по существу те же условия, что и в случае отключения электроэнергии из-за недостаточного напряжения. Это может повредить что-нибудь большое, например, скважинный насос, или такое маленькое, как компьютер.

2) Использование безобрывного переключателя: Самый безопасный способ использования портативного генератора в качестве резервного источника питания в доме — это использовать его вместе с ручным безобрывным переключателем — прочным электрическим механизмом.Генератор подключается к безобрывному переключателю толстым и прочным кабелем, называемым «шнуром генератора», который подключается к розетке, установленной снаружи дома (эта розетка официально известна как «коробка подачи питания»). . Кабель внутри дома проходит от розетки до безобрывного переключателя. Электроэнергия от генератора проходит через шнур генераторной установки, к розетке, через внутренний кабель, к безобрывному переключателю и его автоматическим выключателям к различным цепям, которые вам нужны для питания — безопасно.

У безобрывного переключателя три цели:

• Он изолирует электрические цепи в доме, которые вы хотите запитать; все остальные цепи остаются без доступа к питанию, что помогает предотвратить перегрузку.
• Передаточный переключатель электрически изолирует генератор и дом от сети. Это предотвращает обратную подачу электроэнергии в сеть и искрообразование, а также травмы обслуживающего персонала, пришедшего для выполнения ремонтных работ и восстановления подачи электроэнергии.
• Переключатель предотвращает подачу электроэнергии в дом при работающем генераторе, что может вызвать электрический пожар и, вероятно, вызвать возгорание генератора.

3) Используйте переключатель GFCI на генераторе GFCI: Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует наличия розеток GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) на генераторах двойного напряжения (тех, которые вырабатывают 120 и 240 вольт). Для генераторов, оборудованных розетками GFCI, требуется автоматический переключатель, предназначенный для них.Этот переключатель можно назвать трехполюсным переключателем или просто переключателем, совместимым с GFCI, и он также требуется NEC. Когда вы включаете этот переключатель, вы не только отделяете цепи, питаемые генератором, от двух цепей на 120 В, питаемых электросетью, но также отключаете третью ветвь цепи, питаемой электросетью, называемую нейтралью. Если вы используете стандартный 2-полюсный переключатель на генераторе, оборудованном GFCI (который не отключает нейтраль), выходы GFCI отключатся. Использование этого переключателя является нарушением электрического кода, и, отключив розетки GFCI, вы ограничили возможности генератора.Это иронично, поскольку вы заплатили дополнительные деньги за защиту GFCI. Вы можете использовать 3-полюсный переключатель или 2-полюсный переключатель на всех других типах генераторов (без GFCI).

4) Используйте шнуры для тяжелых условий эксплуатации (правильно): Предположим, у вас еще нет денег на установку безобрывного переключателя. Вы можете безопасно управлять приборами, подключенными непосредственно к генератору. Вы можете привести в действие свой холодильник, электроинструменты и компьютеры (например), подключив к генератору длинные удлинители.Эти шнуры должны быть прочными и иметь достаточно толстую проволоку, чтобы выдерживать ток, протекающий через них; упаковка шнура сообщит вам, на какую электрическую нагрузку он рассчитан. Затем шнуры должны быть рассчитаны на использование вне помещений. Наконец, вы хотите проложить шнуры таким образом, чтобы они не повреждались, не перекручивались или не скручивались, особенно при питании мощного устройства, такого как обогреватель. Свернутые в спираль удлинители могут сильно нагреваться, они могут расплавиться.


100-футовый удлинитель Woods 12-го калибра для сверхтяжелых условий эксплуатации

Существует правильная последовательность питания нагрузки через удлинитель.Запустите генератор и подключите к нему шнуры. Затем войдите внутрь и подключите нагрузки к удлинителю. Сделайте наоборот, когда пришло время отключить нагрузки. Отключите нагрузки от генератора, затем выйдите на улицу, отсоедините шнуры и выключите генератор.

5) Узнайте, когда и как использовать заземляющий стержень: Не подключайте генератор к заземляющему стержню, когда вы подключаете нагрузки непосредственно к генератору с помощью удлинительных шнуров. Чтобы повторить это: если вы подключаете сверхмощный удлинитель к генератору и подключаете его к прибору, электроинструменту или устройству, пропустите заземляющий стержень.

И наоборот, используйте заземляющий стержень при питании цепей через безобрывный переключатель. Соедините наконечник заземления на генераторе с заземляющим стержнем с помощью куска медного провода того же диаметра, что и самый тяжелый провод в цепи, которую вы запитываете. Например, если вы используете генератор для питания чего-то такого большого, как кондиционер на 240 вольт или электрическая плита, вам может понадобиться заземляющий провод 6 или 8 калибра.

Lex20Getty Изображений

➡️ Безопасность по отношению к оксиду углерода

Как и большинство машин с малым двигателем, генераторы производят большое количество оксида углерода (CO).Вы слышали, как мы говорили это раньше, но мы скажем это снова: никогда, ни при каких обстоятельствах не включайте генератор в гараже, хозяйственном здании или сарае (даже с открытой дверью), в подвале или в любом другом помещении. способ, которым окись углерода может накапливаться до такой степени, что становится смертельной.

Стабилизатор топлива для хранения STA-BIL

СТА-БИЛ walmart.com

8,88 долл. США

Кроме того, направьте выхлопную трубу генератора подальше от дома.Если возможно сориентировать генератор относительно преобладающего ветра так, чтобы ветер шел вниз от дома, сделайте это. Зафиксируйте генератор с помощью высокопрочной цепи и навесного замка.

Наконец, многие генераторы оснащены детекторами CO, которые отключают машину до того, как CO накапливается до точки, когда он становится смертельным. Хотя генератор, оборудованный таким образом, немного дороже, чем генератор без такой технологии, это все же хорошая идея.

➡️ Качество и безопасность топлива

Не заправляйте горячий генератор, не заправляйте его при наличии обогревателя или другого горячего объекта (например, гриля для барбекю), который работает поблизости, и не храните топливо контейнеры возле генератора.Обратите особое внимание на то, что глушитель генератора может быть достаточно горячим, чтобы расплавить пластик. Представьте себе это: вы выключаете генератор и кладете к нему газовый баллон, пока ждете, пока генератор остынет — в процессе вы забываете, что глушитель раскаленный докрасна, и он небрежно расплавляет дыру в стенке глушителя. -размещен газовый баллончик.

Поддерживайте запас топлива. Если вы покупаете топливо оптом, чтобы его хватило на несколько дней или дольше, используйте стабилизатор топлива, чтобы замедлить химическое разложение топлива. После того, как аварийная ситуация прошла, тщательно удалите топливо из генератора.Дайте машине прогреться и слейте газ из карбюратора и топливных магистралей. Химически испорченное топливо может оставлять остатки, затрудняющие перезапуск генератора.

➡️ Безопасность при погодных условиях

Люди изобретательно строят всевозможные сооружения для защиты своих генераторов от ветра, дождя и снега. Если предположить, что они не будут взорваны или разрушены, все в порядке, но оставьте воздушное пространство в пять футов от генератора до окружающих поверхностей; это предотвращает перегрев генератора и снижает риск возгорания.Если вы предпочитаете решение «под ключ», вы можете купить заводское покрытие для работы генератора в ненастную погоду, например, Gen Tent.

➡️ Эксплуатационная безопасность: проведите тестовый запуск

Единственный способ убедиться, что ваша система работает правильно, — это тщательно протестировать ее сразу после установки. Не ждите аварийной ситуации, сделайте полный тестовый запуск, пока все в норме и вы спокойны. Вы можете узнать несколько вещей. Все может работать от генерируемой энергии так же легко, как и от электросети.Или не может. Когда тестовый запуск указывает на проблемы, необходимо проверить несколько вещей.

---

4 отличных портативных домашних генератора

Самый мощный

Переносной генератор DuroMax XP12000EH

DuroMax homedepot.com

$ 1399,00

Этот двухтопливный генератор с пусковой мощностью 12000 Вт может работать на пропане или электричестве и имеет электрический запуск и отключение при низком уровне масла.

Тихий

Champion 4000-ваттный инвертор-генератор с открытой рамой

Чемпион amazon.com

609,00 долл. США

Этот Champion тише и легче, чем генераторы такой же мощности, и может быть подключен к жилой розетке или домашней розетке либо работать на газе до 17 часов.

Портативный

WEN 56200i Газовый инверторный генератор мощностью 2000 Вт

Этот компактный генератор с резервуаром на один галлон и множеством розеток безопасен для зарядки электроники.

Удаленный запуск

Портативный генератор Westinghouse WGen7500

Westinghouse amazon.com

899,00 долл. США

Благодаря дистанционному брелку и простому запуску с помощью кнопки вы можете безопасно запустить этот генератор на расстоянии до 260 футов от вашего дома на газе или пропане.

---

1) Отключение выходов GFCI: Это указывает на то, что в цепи, которую питает генератор, имеется либо замыкание на землю, либо использовался несовместимый двухполюсный переключатель.Установка 3-полюсного безобрывного переключателя должна решить проблему. Если это не так, вам нужно найти место замыкания на землю, скрывающееся где-то в электрической системе.

2) Сработавшие выключатели: Вы что-то перегрузили — попробуйте лучше управлять питанием. Например, вы могли рассчитать потребляемую мощность вашего скважинного насоса. Если выясняется, что двигателю насоса требуется больше мощности, чем вы думали, настройте потребление энергии так, чтобы ничто другое не потребляло мощность (или только незначительную мощность), и позвольте скважинному насосу иметь полный доступ к полной мощности генератора, когда он заряжает хорошо танк.Последнее, что вам нужно, — это пониженное напряжение для больших нагрузок, таких как скважинный насос, что в конечном итоге приведет к его повреждению. Электродвигатели могут в течение первых нескольких секунд запуска увеличивать ток в три раза превышающий их номинальный.


3) Устройства, которые отказываются работать или работают плохо при питании от генератора: Этому есть множество причин: от небрежной установки переключателя до неисправности самого генератора. . Недорогим генераторам (от компаний, о которых вы никогда не слышали) может не хватать качества их электрической мощности.Например, генератор выдает 120 вольт, но не постоянно. Эти плохие новости становятся еще хуже, когда размер генератора меньше. Теперь его низкое качество электроэнергии при нормальных условиях эксплуатации становится еще хуже, поскольку к нему предъявляются повышенные требования.

Как недорогая бытовая электроника (тот огромный телевизор с плоским экраном, который был подозрительно недорогим в крупном розничном магазине), так и крупная бытовая техника часто имеют плохие возможности фильтрации мощности в схемах постоянного тока. Оба они могут быть уязвимы из-за низкого качества электроэнергии, производимой генераторами, производимыми компаниями-однодневками.Это приведет к повреждению вашей техники или электроники.

Мы советуем придерживаться известных брендов генераторов, особенно производителей, входящих в Ассоциацию производителей портативных генераторов. Это не гарантия от проблем с качеством электроэнергии, но, безусловно, улучшает шансы.


---

🎥 Смотри:

Рой Берендсон Старший домашний редактор Рой Берендсон проработал более 25 лет в Popular Mechanics, где он писал о плотницких, каменных, малярных, сантехнических, электрических, деревообрабатывающих, кузнечных, сварочных работах, уходе за газонами, использовании бензопил и наружном энергетическом оборудовании.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Генератор импульсного напряжения

/ Генератор Маркса — принципиальная схема, принцип работы и применение

В электронике скачки напряжения — очень важная вещь, и это кошмар для каждого разработчика схем. Эти всплески обычно называют импульсами, которые можно определить как высокое напряжение , обычно в несколько кВ, которое существует в течение короткого промежутка времени .Характеристики импульсного напряжения можно заметить по времени спада высокого или низкого напряжения, за которым следует очень большое время нарастания напряжения. Молния является примером естественной причины, вызывающей импульсное напряжение. Поскольку это импульсное напряжение может серьезно повредить электрическое оборудование, важно проверить наши устройства на работу с импульсным напряжением. Здесь мы используем генератор импульсного напряжения, который генерирует скачки высокого напряжения или тока в контролируемой испытательной установке. В этой статье мы узнаем о работе и применении генератора импульсного напряжения .Итак, приступим.

Как было сказано ранее, импульсный генератор производит эти кратковременные всплески с очень высоким напряжением или очень большим током. Таким образом, существует два типа генераторов импульсов: генератор импульсного напряжения и генератор импульсного тока . Однако в этой статье мы обсудим генераторы импульсного напряжения.

Форма волны импульсного напряжения

Чтобы лучше понять импульсное напряжение, давайте взглянем на форму волны импульсного напряжения.На изображении ниже показан одиночный пик формы импульса высокого напряжения

.

Как видите, волна достигает своего максимального 100-процентного пика за 2 мкс. Это очень быстро, но высокое напряжение теряет свою силу почти на 40 мкс. Следовательно, импульс имеет очень короткое или время быстрого нарастания , тогда как очень медленное или длительное время спада . Длительность импульса называется хвостовой частью волны , которая определяется разницей между 3-й временной меткой ts3 и ts0.

Генератор одноступенчатых импульсов

Чтобы понять работу генератора импульсов , давайте взглянем на принципиальную схему одноступенчатого генератора импульсов , которая показана ниже

Схема выше состоит из двух конденсаторов и двух сопротивлений. Искровой зазор (G) — это электрически изолированный зазор между двумя электродами, в котором возникают электрические искры. Источник питания высокого напряжения также показан на изображении выше.Любая схема генератора импульсов требует, по крайней мере, одного большого конденсатора, который заряжается до соответствующего уровня напряжения, а затем разряжается нагрузкой. В приведенной выше схеме CS — это зарядный конденсатор . Обычно это высоковольтный конденсатор с номиналом более 2 кВ (в зависимости от желаемого выходного напряжения). Конденсатор CB — это емкость нагрузки , которая разряжает зарядный конденсатор. Резистор и RD и RE управляют формой волны.

Если внимательно присмотреться к изображению выше, можно обнаружить, что искровой разрядник не имеет электрического соединения.Тогда как емкость нагрузки получает высокое напряжение? Вот уловка, и по этой схеме вышеупомянутая схема действует как генератор импульсов. Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение заряда конденсатора не станет достаточным для прохождения искрового промежутка. Электрический импульс, генерируемый на искровом промежутке, и высокое напряжение передается от вывода левого электрода к выводу правого электрода искрового промежутка, образуя таким образом подключенную цепь.

Время отклика схемы можно контролировать, изменяя расстояние между двумя электродами или изменяя напряжение полностью заряженных конденсаторов.Расчет выходного импульсного напряжения можно выполнить путем расчета формы выходного напряжения с помощью

v (t) = [V  0  / C  b  R  d  (α - β)] (e  - α   t  - e  - β   t ) 

Где,

α = 1 / R  d  C  b 
β = 1 / R  e  C  z  

Недостатки одноступенчатого импульсного генератора

Основным недостатком схемы одноступенчатого импульсного генератора является физический размер .В зависимости от номинального высокого напряжения компоненты становятся больше в размерах. Кроме того, для генерации высокого импульсного напряжения требуется высокое постоянное напряжение . Следовательно, для схемы одноступенчатого импульсного генератора напряжения довольно сложно добиться оптимального КПД даже после использования больших источников питания постоянного тока.

Сферы, которые используются для соединения зазора, также должны быть очень большого размера. Корону, которая разряжается в результате генерации импульсного напряжения, очень трудно подавить и изменить форму.Срок службы электрода сокращается и требует замены после нескольких циклов повторения.

Генератор Маркса

Эрвин Отто Маркс в 1924 году предоставил схему многоступенчатого импульсного генератора . Эта схема специально используется для генерации высокого импульсного напряжения от источника питания низкого напряжения. Схема генератора мультиплексированных импульсов или обычно называемая схемой Маркса , показана на изображении ниже.

В приведенной выше схеме используются 4 конденсатора (может быть n конденсаторов), которые заряжаются источником высокого напряжения в условиях параллельной зарядки с помощью зарядных резисторов R1 — R8.

Во время состояния разряда искровой разрядник, который был разомкнутой цепью во время состояния зарядки, действует как переключатель и соединяет последовательный путь через батарею конденсаторов, а генерирует очень высокое импульсное напряжение на нагрузке. Состояние разряда показано на изображении выше фиолетовой линией. Напряжение первого конденсатора должно быть превышено в достаточной степени, чтобы пробить искровой промежуток и активировать схему генератора Маркса .

Когда это происходит, первый разрядник соединяет два конденсатора (C1 и C2).Следовательно, напряжение на первом конденсаторе удваивается на два напряжения C1 и C2. Впоследствии третий разрядник автоматически выходит из строя, потому что напряжение на третьем разряднике достаточно высокое, и он начинает добавлять напряжение третьего конденсатора C3 в батарею, и это продолжается до последнего конденсатора. Наконец, когда достигается последний и последний искровой промежуток, напряжение достаточно велико, чтобы разорвать последний искровой промежуток на нагрузке, которая имеет больший зазор между свечами зажигания.

Конечное выходное напряжение на конечном промежутке будет nVC (где n — количество конденсаторов, а VC — напряжение заряда конденсатора), но это верно для идеальных схем.В реальных сценариях выходное напряжение схемы генератора импульсов Маркса будет намного ниже фактического желаемого значения.

Однако у этой последней точки искры должны быть большие промежутки, потому что без этого конденсаторы не перейдут в полностью заряженное состояние. Иногда выделения делают намеренно. Есть несколько способов разрядить батарею конденсаторов в генераторе Маркса.

Методы разряда конденсаторов в генераторе Маркса:

Импульсный дополнительный пусковой электрод : Импульсный дополнительный пусковой электрод — это эффективный способ преднамеренного запуска генератора Маркса во время полной зарядки или в особом случае.Дополнительный пусковой электрод называется Тригатроном. Существуют тригатроны разных форм и размеров с различными техническими характеристиками.

Ионизация воздуха в зазоре : Ионизированный воздух — это эффективный путь, по которому проходит искровой промежуток. Ионизация осуществляется с помощью импульсного лазера.

Снижение давления воздуха внутри зазора : Снижение давления воздуха также эффективно, если искровой промежуток спроектирован внутри камеры.


Недостатки генератора Маркса

Длительное время зарядки: В генераторе Маркса для зарядки конденсатора используются резисторы. Таким образом, время зарядки увеличивается. Конденсатор, который находится ближе к источнику питания, заряжается быстрее, чем другие. Это связано с увеличением расстояния из-за повышенного сопротивления между конденсатором и источником питания. Это главный недостаток генератора Маркса.

Потеря эффективности: По той же причине, что описана ранее, поскольку ток течет через резисторы, эффективность схемы генератора Маркса низкая.

Короткий срок службы разрядника: Повторяющийся цикл разряда через разрядник сокращает срок службы электродов разрядника, который необходимо время от времени заменять.

Время повторения цикла зарядки и разрядки: Из-за большого времени зарядки время повторения генератора импульсов очень низкое. Это еще один серьезный недостаток схемы генератора Маркса.

Применение схемы генератора импульсов

Основное применение схемы импульсного генератора — это испытание высоковольтных устройств .Грозозащитные разрядники, предохранители, TVS-диоды, различные типы устройств защиты от перенапряжения и т. Д. Испытываются с помощью генератора импульсного напряжения. Не только в области испытаний, но и схема генератора импульсов также является важным инструментом, который используется в экспериментах по ядерной физике , а также в производстве лазеров, термоядерных и плазменных устройств.

Генератор Маркса используется для моделирования эффектов молнии на линиях электропередач и в авиационной промышленности.Он также используется в аппаратах X-Ray и Z. Другие применения, такие как испытание изоляции , электронных устройств также испытываются с использованием схем импульсного генератора.

Подключение генератора к дому

При подаче электроэнергии в ваш дом генератор — это только половина уравнения. Вы также захотите подумать, как безопасно подключить генератор к дому.

Варианты подключения вашего дома

Начнем с основ: плюсы и минусы использования безобрывного переключателя или удлинителей.

Использование безобрывного переключателя

Узнайте больше о том, как установить автоматический переключатель в вашем доме, включая советы и варианты установки.

Безопасность генератора

Существует ряд важных мер безопасности, которые вы можете предпринять, чтобы обезопасить свою семью при использовании генератора для питания вашего дома.

Рекомендации по безобрывному переключателю

Есть много вариантов переключения передачи на выбор. Наши рекомендации сделают выбор подходящего немного проще.

Портативный и домашний режим ожидания

Выбирая домашний резервный генератор, вы должны учитывать плюсы и минусы портативного или домашнего резервного генератора.

No related posts.