С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Что такое генератор

Что такое генератор


Виды электрических генераторов и принципы их работы

Электрическим генератором называется машина или установка, предназначенная для преобразования энергии неэлектрической — в электрическую: механической — в электрическую, химической — в электрическую, тепловой — в электрическую и т. д. Сегодня в основном, произнося слово «генератор», мы имеем ввиду преобразователь механической энергии - в электрическую.

Это может быть дизельный или бензиновый переносной генератор, генератор атомной электростанции, автомобильный генератор, самодельный генератор из асинхронного электродвигателя, или тихоходный генератор для маломощного ветряка. В конце статьи мы рассмотрим в качестве примера два наиболее распространенных генератора, но сначала поговорим о принципах их работы.

Так или иначе, с физической точки зрения принцип работы каждого из механических генераторов — один и тот же: явление электромагнитной индукции, когда при пересечении линиями магнитного поля проводника - в этом проводнике возникает ЭДС индукции. Источниками силы, приводящей к взаимному перемещению проводника и магнитного поля, могут быть различные процессы, однако в результате от генератора всегда нужно получить ЭДС и ток для питания нагрузки.

Принцип работы электрического генератора — Закон Фарадея

Принцип работы электрического генератора был открыт в далеком 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем. Позже этот принцип назвали законом Фарадея. Он заключается в том, что при пересечении проводником перпендикулярно магнитного поля, на концах этого проводника возникает разность потенциалов.

Первый генератор был построен самим Фарадеем согласно открытому им принципу, это был «диск Фарадея» - униполярный генератор, в котором медный диск вращался между полюсами подковообразного магнита. Устройство давало значительный ток при незначительном напряжении.

Позже было установлено, что отдельные изолированные проводники в генераторах проявляют себя гораздо эффективнее с практической точки зрения, чем сплошной проводящий диск. И в современных генераторах применяются теперь именно проволочные обмотки статора (в простейшем демонстрационном случае — виток из проволоки).

Генератор переменного тока

В подавляющем своем большинстве современные генераторы — это синхронные генераторы переменного тока. У них на статоре располагается якорная обмотка, от которой и отводится генерируемая электрическая энергия. На роторе располагается обмотка возбуждения, на которую через пару контактных колец подается постоянный ток, чтобы получить вращающееся магнитное поле от вращающегося ротора.

За счет явления электромагнитной индукции, при вращении ротора от внешнего привода (например от ДВС), его магнитный поток пересекает поочередно каждую из фаз обмотки статора, и таким образом наводит в них ЭДС.

Чаще всего фаз три, они смещены физически на якоре друг относительно друга на 120 градусов, так получается трехфазный синусоидальный ток. Фазы можно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», чтобы получить стандартное сетевое напряжение.

Частота синусоидальной ЭДС f пропорциональна частоте вращения ротора: f = np/60, где — p - число пар магнитных плюсов ротора, n – количество оборотов ротора в минуту. Обычно максимальная скорость вращения ротора — 3000 оборотов в минуту. Если подключить к обмоткам статора такого синхронного генератора трехфазный выпрямитель, то получится генератор постоянного тока (так работают, кстати, все автомобильные генераторы).

Трехмашинный синхронный генератор

Конечно, у классического синхронного генератора есть один серьезный минус — на роторе располагаются контактные кольца и щетки, прилегающие к ним. Щетки искрят и изнашиваются из-за трения и электрической эрозии. Во взрывоопасной среде это не допустимо. Поэтому в авиации и в дизель-генераторах более распространены бесконтактные синхронные генераторы, в частности — трехмашинные.

У трехмашинных устройств в одном корпусе установлены три машины: предвозбудитель, возбудитель и генератор — на общем валу. Предвозбудитель — это синхронный генератор, он возбуждается от постоянных магнитов на валу, генерируемое им напряжение подается на обмотку статора возбудителя.

Статор возбудителя действует на обмотку на роторе, соединенную с закрепленным на ней трехфазным выпрямителем, от которого и питается основная обмотка возбуждения генератора. Генератор генерирует в своем статоре ток.

Газовые, дизельные и бензиновые переносные генераторы

Сегодня очень распространены в домашних хозяйствах дизельные, газовые и бензиновые генераторы, которые в качестве приводных двигателей используют ДВС — двигатель внутреннего сгорания, передающий механическое вращение на ротор генератора.

У генераторов на жидком топливе имеются топливные баки, газовым генераторам — необходимо подавать топливо через трубопровод, чтобы затем газ был подан в карбюратор, где превратится в составную часть топливной смеси.

Во всех случаях топливная смесь сжигается в поршневой системе, приводя во вращение коленвал. Это похоже на работу автомобильного двигателя. Коленвал вращает ротор бесконтактного синхронного генератора (альтернатора).

Лучшие инверторные генераторы домашних электростанций имеют встроенный аккумулятор для компенсации перепадов и систему двойного преобразования, у таких устройств переменное напряжение получается более стабилизированным.

Автомобильные генераторы

Еще один пример генератора переменного тока — самый распространенный в мире вид генератора - автомобильный генератор. Данный генератор традиционно содержит обмотку возбуждения с контактными кольцами на роторе и трехфазную обмотку статора с выпрямителем.

Встроенный электронный регулятор удерживает напряжение в допустимых для автомобильного аккумулятора пределах. Автомобильный генератор — высокооборотный генератор, его обороты могут достигать 9000 в минуту.

Хотя изначально ток получается переменным (полюсные наконечники ротора поочередно и в разной полярности пересекают своими магнитными потоками три фазы обмотки статора), затем он выпрямляется диодами и превращается в постоянный, пригодный для зарядки аккумулятора.

Необычные конструкции электрических генераторов:

Генераторы свободной энергии

Сверхэффективный мотор-генератор Роберта Александера

Генератор Маркса (генератор импульсного напряжения)

Теромогенератор на элементе Пельтье

Наногенераторы для миниатюрных электронных устройств

Андрей Повный

генератор - это... Что такое генератор?

  • Генератор — Ван де Граафа электростатический ускоритель, в котором для создания высокого постоянного электрического напряжения применяется механический перенос электрических зарядов с помощью бесконечной ленты из диэлектрического материала. изотопный… …   Термины атомной энергетики

  • генератор — источник, распределитель; хуй; агрегат, стимулятор, релаксатор, магнето, альтернатор, мазер, иразер Словарь русских синонимов. генератор сущ., кол во синонимов: 63 • автогенератор (1) …   Словарь синонимов

  • ГЕНЕРАТОР — (лат. generator, от genus, generis род). 1) родоначальник. 2) котел в паровых машинах. 3) машина для получения электрического тока. 4) прибор, производящий искусственный лед. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, прибор, вырабатывающий электрическую энергию. Самым распространенным является устройство, которое, используя явление электромагнитной индукции, преобразует механическую энергию ТУРБИНЫ ИЛИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ в электрическую …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ГЕНЕРАТОР — (лат. generator производитель) устройство, аппарат, машина, производящие какой либо продукт (напр., ацетиленовый генератор, парогенератор), вырабатывающие электрическую энергию (напр., электромашинный, магнитогидродинамический, термоэмиссионный… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГЕНЕРАТОР — общее название устройств, аппаратов или машин, производящих какие либо продукты (см. ), вырабатывающих электрическую энергию (электромашинный генератор) или преобразующих один вид энергии в другой (см. ); (1) Г. ждущий Г. (см.), на выходе… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, генератора, муж. (лат. generator, букв. родитель) (тех.). 1. Механизм, производящий энергию. Генератор постоянного тока (то же, что динамо машина). 2. Печь особого устройства для производства генераторного газа. Толковый словарь… …   Толковый словарь Ушакова

  • генератор — а, м. générateur m., лат. generator. 1. Устройство, аппарат или машина, предназначенные для производства какого л. вещества, выработки электрической энергии или для подания электромагнитных, световых и т. п. сигналов. БАС 2. 2. перен. О том, кто… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, а, муж. Общее название устройств, машин, производящих какой н. продукт, вырабатывающих энергию или преобразующих один вид энергии в другой. | прил. генераторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • генератор — – устройство, вырабатывающее электроэнергию. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • генератор — Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую [СТ МЭК 50(411) 73] 4.1.2 Генераторы Генераторы могут быть двух типов: синхронные; асинхронные. В зависимости от назначения электроагрегата выбор генератора определяют по следующим… …   Справочник технического переводчика

Электрический генератор

Электрический генератор - электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в энергию электрического поля. Источниками механической энергии может быть вода, пар, ветер, двигатель внутреннего сгорания и другие.

История

Первыми электрическими генераторами были – электростатические генераторы. Принцип их действия был основан на явлении статического электричества. Но широкого применения в промышленности эти генераторы не получили, так как они развивали высокое напряжение при малом токе. Ярким примером таких генераторов стал генератор Ван де Граафа. Этот генератор был изобретен Робертом Ван де Граафом в 1929 году и в основном служил для ядерных исследований.

Затем люди начали предпринимать попытки по созданию электромагнитных генераторов, то есть генераторов, работа которых основана на явлении электромагнитной индукции. Одним из первых в этом направлении стал гениальный физик Майкл Фарадей, который как раз и открыл явление электромагнитной индукции. Также он сформировал принцип работы генераторов, который был назван законом Фарадея. Его суть заключалась в том, что в проводнике, движущемся перпендикулярно магнитному полю, образовывалась разность потенциалов. Доказательством этого принципа стал диск Фарадея. Это простейший генератор, который представлял из себя медный диск, вращающийся между концами подковообразного магнита.

В 1832 году Ипполит Пикси построил первую динамо-машину. Она представляла из себя машину, в которой имелся статор, создающий постоянное магнитное поле и нескольких обмоток, которые в нем вращались. Ток снимался с помощью механического коммутатора. По сути это был первый генератор постоянного тока.

Потом развитие промышленности пошло вверх, и были изобретены генераторы переменного тока, асинхронные и постоянные двигатели.

Принцип действия

Принцип действия электрического генератора основан на взаимодействии проводника и магнитного поля, в котором он движется. Как всегда приводится классический пример с рамкой в магнитном поле. Когда рамка вращается, её пересекают линии магнитной индукции, при этом в рамке образовывается электродвижущая сила. Эта ЭДС заставляет ток течь по рамке и с помощью контактных колец попадать во внешнюю цепь. Примерно так устроен простейший электрический генератор.

Подробнее пример с рамкой разобран в статье – переменный синусоидальный ток.

Применение

Применение электрических генераторов обширно. Они применяются практически везде, где это только возможно. Снабжаютнаши дома электроэнергией, заряжают аккумуляторы в автомобилях, используются в промышленности и многое другое.

В настоящее время стали популярны автономные бензиновые и дизельные электрогенераторы, которые могут служить источниками электрической энергии при её отключении, либо вообще при её отсутствии. Такие генераторы используются в быту и в строительстве, так как форма тока имеет искажения, то без применения специального инвертора, подключать к ним какие-то электронные устройства не целесообразно, так как они могут выйти из строя.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3.36 (11 Голоса)

Генератор - это... Что такое Генератор?

  • Генератор — Ван де Граафа электростатический ускоритель, в котором для создания высокого постоянного электрического напряжения применяется механический перенос электрических зарядов с помощью бесконечной ленты из диэлектрического материала. изотопный… …   Термины атомной энергетики

  • генератор — источник, распределитель; хуй; агрегат, стимулятор, релаксатор, магнето, альтернатор, мазер, иразер Словарь русских синонимов. генератор сущ., кол во синонимов: 63 • автогенератор (1) …   Словарь синонимов

  • ГЕНЕРАТОР — (лат. generator, от genus, generis род). 1) родоначальник. 2) котел в паровых машинах. 3) машина для получения электрического тока. 4) прибор, производящий искусственный лед. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, прибор, вырабатывающий электрическую энергию. Самым распространенным является устройство, которое, используя явление электромагнитной индукции, преобразует механическую энергию ТУРБИНЫ ИЛИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ в электрическую …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ГЕНЕРАТОР — (лат. generator производитель) устройство, аппарат, машина, производящие какой либо продукт (напр., ацетиленовый генератор, парогенератор), вырабатывающие электрическую энергию (напр., электромашинный, магнитогидродинамический, термоэмиссионный… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГЕНЕРАТОР — общее название устройств, аппаратов или машин, производящих какие либо продукты (см. ), вырабатывающих электрическую энергию (электромашинный генератор) или преобразующих один вид энергии в другой (см. ); (1) Г. ждущий Г. (см.), на выходе… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, генератора, муж. (лат. generator, букв. родитель) (тех.). 1. Механизм, производящий энергию. Генератор постоянного тока (то же, что динамо машина). 2. Печь особого устройства для производства генераторного газа. Толковый словарь… …   Толковый словарь Ушакова

  • генератор — а, м. générateur m., лат. generator. 1. Устройство, аппарат или машина, предназначенные для производства какого л. вещества, выработки электрической энергии или для подания электромагнитных, световых и т. п. сигналов. БАС 2. 2. перен. О том, кто… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ГЕНЕРАТОР — ГЕНЕРАТОР, а, муж. Общее название устройств, машин, производящих какой н. продукт, вырабатывающих энергию или преобразующих один вид энергии в другой. | прил. генераторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • генератор — – устройство, вырабатывающее электроэнергию. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • генератор — Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую [СТ МЭК 50(411) 73] 4.1.2 Генераторы Генераторы могут быть двух типов: синхронные; асинхронные. В зависимости от назначения электроагрегата выбор генератора определяют по следующим… …   Справочник технического переводчика

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости