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

Генератор что это такое


Что такое генератор

Что такое генератор? Это электромеханический прибор, который преобразует кинетическую энергию в электрический переменный ток. Основой энергетического преобразования является вращающееся магнитное поле. Понятие генератора включает в себя массу устройств различного принципа действия. Это гальванические, электростатические приборы, солнечные батареи, турбины электростанций и пр. В статье пойдёт речь именно о генераторах электрической энергии.

Принцип работы электрогенератора

В основу работы агрегатов, преобразующих энергию, положен закон Фарадея об электродвижущей силе (ЭДС). Учёный открыл закон, который объяснил природу появления тока в металлическом контуре (рамке), вращающемуся в однородном магнитном поле (явление индукции). Ток возникает также при вращении постоянных магнитов вокруг металлического контура.

Простейшая схема генератора представляется в виде вращающейся металлической рамки между двумя разно полюсными магнитами. На оси рамки помещают токосъёмные кольца, которые получают заряд электрического тока и передают его дальше по проводникам.

В действительности статор (неподвижная часть прибора) состоит из электромагнитов, а ротором служит группа рамных проводников. Устройство представляет обратный электромотор. Электродвигатель поглощает электрический ток и заставляет вращаться ротор. Электрический генератор, преобразовывающий кинематическую энергию механического вращения в ЭДС, называют индукционным генератором.

Классификация генераторов

Инверторный генератор или обычный: что лучше

Классификация преобразователей энергии даёт чёткое понятие – что такое генератор электрического тока. Различают электрические генераторы по следующим признакам:

  • автономность;
  • фазность;
  • режим работы;
  • сфера применения.

Автономность

Главное преимущество, которым обладает электрический генератор, – это его полная независимость от централизованных поставщиков энергии. Автономность электротехнического оборудования бывает стационарной и мобильной.

Стационарные

Обычно это генераторные станции, работающие от дизельных двигателей. Станции используют для электроснабжения потребителей в местах, удалённых от централизованных электрических сетей.

Стационарные генераторные станции необходимы для обеспечения током производственных процессов там, где даже кратковременные перебои поставки электроэнергии недопустимы.

Мобильные

Электрогенераторы мобильного типа выполнены в виде компактных аппаратов, которые можно перемещать в пространстве. Передвижные станции используют для электросварки, местного освещения, снабжения током бытовых электроприборов и многое другое.

Оборудование включает в себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или дизельном топливе. Агрегаты имеют различные габариты. Компактный аппарат может транспортировать один человек. Существуют мобильные агрегаты, которые устанавливаются на специальном автомобильном прицепе.

Бензиновый генератор на колёсной паре

Фазность

По фазовой структуре электрического потока различают однофазные и трёхфазные агрегаты.

Однофазные

Генераторы, производящие однофазный ток, предназначены в основном для питания бытовых приборов. Чаще всего это мобильные аппараты. Однофазными агрегатами хозяева оснащают свои частные домовладения для бытовых нужд (освещения, питания электротехники и др.).

Трёхфазные

Генераторные источники трёхфазного тока используются для питания силового электрооборудования. В некоторых случаях получаемый трёхфазный ток разделяют по фазам. Таким образом, делают развод электропроводки по всему дому для питания бытовых электроприборов.

Важно! Все ветви фазового разделения должны равняться между собой мощности потребления. Если разница нагрузок будет велика, то генератор быстро выйдет из строя.

Режимы работы

В зависимости от того, в каком режиме эксплуатируются агрегаты, их подразделяют на основные и резервные.

Основные

Аппараты предназначены для работы в постоянном режиме. Мощные электрогенераторы с дизельными двигателями относят к промышленным установкам. Устанавливаются там, где требуется получение электроэнергии круглосуточно.

Резервные

Само название агрегатов говорит о применении их в исключительных случаях – при внезапном отключении централизованного электроснабжения. Генераторы могут включаться в работу при срабатывании реле, реагирующего на исчезновение напряжения в электросети централизованного источника. Резервные аппараты рассчитаны на беспрерывную работу в течение нескольких часов.

Сфера применения

Генераторы изготавливают, рассчитанные на две сферы применения: для быта и производства.

Быт

Сейчас торговая сеть предлагает широкий выбор бытовых генераторов. Это однофазные установки, предназначенные для аварийного обеспечения электроэнергией частных домостроений. Также компактные агрегаты используют для питания выносного электрооборудования. Для бытовых электроприборов, использующих цифровую элементную базу важно качество тока. Устройство должно выдавать электроэнергию следующих параметров: 220 В, 1 А, 50 Гц.

Мощные бытовые агрегаты используют для электросварочных работ. Их преимуществом является способность производить ток большой силы для получения электрической дуги.

Обратите внимание! Если в инструкции бытового аппарата производитель не оговаривает применение для электросварки, то его нельзя использовать для сварочных работ. В противном случае генератор выйдет из строя.

Производство

Независимыми мощными стационарными генераторами оснащают цеха промышленных предприятий, жилые районы, строительные объекты, больницы и объёмные общественные здания.

Виды бытовых генераторов

Какой генератор потянет инверторный сварочный аппарат

Электротехническая промышленность выпускает бытовые генераторы переменного тока трёх видов:

  • газовые;
  • бензиновые;
  • дизельные.

Газовые

Генераторы газового типа выдают ток низкой себестоимости. Стоимость 1 кВт/ часа составляет 3 рубля. Газовые агрегаты используют как резервные источники электроэнергии. Устройства предназначены для режима кратковременного включения при сбое поставки электрического тока централизованной сетью электроснабжения.

В частных домов используют газовые установки мощностью 5 кВт. Агрегаты оснащены системой автозапуска. При отключении электричества аппарат автоматически включается в работу и восстанавливает напряжение в электросети дома. Генераторы с воздушным охлаждением после 12 часов непрерывной работы требуют перерыва.

Выгодно устанавливать такие преобразователи энергии при центральном газопроводе. Автономное снабжение сжатым природным газом установок связано с рядом условий, таких, как наличие газобаллонного сервиса поставки энергоносителя и технически исправного приёмного оборудования в доме.

Бытовой газовый генератор

Одними из достоинств газовых агрегатов является то, что генераторы работают практически бесшумно, выхлоп продуктов сгорания топлива сведён к 0.

Газовые генераторы устанавливают вне дома. Для обеспечения бесперебойной работы устройства в зимний период помещают в специальные кожухи. Существующие модели – с жидкостным охлаждением, какое допускает их установку внутри дома.

Бензиновые

Бензиновые генераторы в основной своей массе изготавливают мощностью, не превышающей 20 кВт. Устройства используют для аварийного обеспечения электричеством загородных домов, дач, а также для питания ручных электроинструментов, небольших станков и прочее. Генераторы могут поддерживать освещение придомовой территории, автомобильной стоянки и торговых площадей.

Дополнительная информация. Стандартное топливо для агрегатов – это бензин марки АИ-92. Кратковременно можно заливать в бак оборудования бензин АИ-76 и АИ-95.

Бензиновые генераторы переменного тока могут быть мобильными и стационарными. Особо мощные тяжёлые установки оснащают колёсной парой. В зависимости от модели, устройства оснащают ручным запуском или стартером. Для понижения шумности работы двигателя внутреннего сгорания аппарат помещают в звукопоглощающий кожух.

Дизельные

Дизельные генераторы переменного тока представляют устройства, мощность которых достигает до 3 мВт. Агрегаты могут служить постоянными источниками электроэнергии для загородных домов и дач. Автономные дизельные источники переменного электрического тока питают мощное деревообрабатывающее оборудование, станки различного назначения. Дизель-генераторы могут снабжать током целые посёлки.

Дизель-генератор для сварочных работ

Дизельные установки изготавливают в стационарном и мобильном варианте. Агрегаты обладают большой шумностью. Поэтому в некоторых случаях их помещают в специальные шумоизоляционные кожухи.

По сравнению с бензиновыми аналогами, дизель-генераторы потребляют топливо в меньшем объёме, которое стоит дешевле, чем бензин. Дорогие модели способны контролировать управление процессом генерации энергии, автоматически включаться в работу при возникновении аварийных ситуаций в сети центрального электроснабжения.

Современный рынок электротехники располагает огромным ассортиментом генераторов переменного тока. Модели различных систем питания с большим диапазоном мощности удовлетворят любые требования потребителей.

Видео

Что такое генератор

Главная > Советы электрика > Что такое генератор

Чтобы понять, что такое генератор, прежде всего, следует разобраться, для чего он предназначен и по какому принципу работает.

Разновидности электрогенераторов для выработки электроэнергии

Наиболее распространён электрогенератор – устройство для выработки электрической энергии путём преобразования механической.

Действие заключается в наведении ЭДС в перемещающемся в магнитном поле проводнике. При этом на его концах появляется напряжение, а при их подключении к нагрузке появляется электрический ток.

Энергетика применяет генератор электрического тока, работающий по принципу вращения классической электропроводной рамки в магнитном поле с образованием в ней ЭДС.

Если замкнуть через контактные кольца внешнюю цепь с нагрузкой, через неё будет проходить электрический ток, что будет видно по показаниям электрического прибора.

Образование в проводнике электрического тока при его вращении в магнитном поле

Направление движения электрического тока определяется, если отогнуть в сторону большой палец правой руки. В ладонь будут входить магнитные силовые линии, большой палец показывает направление, куда движется проводник, а остальные пальцы – направление течения индукционного тока.

Рамка связана со щётками, которые скользят по коллектору из двух полуколец. Таким путём система через подвижные контакты преобразует переменный ток.

Когда рамка находится в горизонтальном положении, направление ЭДС меняется на противоположное. За счёт этого ток во внешней цепи поддерживается постоянным. Он является пульсирующим, достигая максимума в вертикальном положении рамки, и нулевым – в горизонтальном (показано на рисунке выше – а). Пульсация уменьшается, если установить 2 витка перпендикулярно друг к другу, а количество пластин коллектора увеличить до четырёх (показано на рисунке выше – б).

Генератор постоянного тока

Первый генератор был изготовлен на постоянном токе, довольно долго выработка электрической энергии производилась с его применением.

Особенности конструкции

Магнитное поле вырабатывается индуктором, а та часть, где наводится ЭДС, называется якорем. Индуктором является неподвижная часть, называемая статором. Он делается на постоянных магнитах или в виде электромагнита из двух и более полюсов.

Генератор на постоянных магнитах является маломощным и на практике применяется редко. При этом пространство между магнитами обладает большим сопротивлением. В большинстве конструкций генераторов применяются электромагниты.

Генератор с электромагнитным возбуждением

Якорь выполняется массивным, с пазами для обмотки. Его витки подключают последовательно друг с другом через коллекторные пластины. В результате образуются соединённые между собой источники ЭДС, работающие сообща. Есть также другие способы подключения.

При отсутствии нагрузки магнитное поле статора располагается симметрично относительно вертикальной оси. Когда в якорной цепи появляется электрический ток, образуется магнитный поток, который преобразует поле статора, поворачивая его в направлении вращения. Это негативно отражается на работе генератора, поскольку вызывает искрение контактной группы. Уменьшить его можно поворотом щёток в направлении вращения. Искажение поля зависит от силы тока и щётки требуется перемещать в разные положения. Кроме того, уменьшается индуктируемая ЭДС.

Ослабить реакцию якоря можно следующими способами:

  • установка дополнительных полюсных пар;
  • закладка обмоток компенсации в главные полюса.

В результате реакция якоря нейтрализуется. Установка обмоток компенсации делает конструкцию генератора сложней.

Если требуется увеличение энергии для генератора, оба способа применяются вместе. По возможности стараются обойтись одними дополнительными полюсами.

Как выглядит генератор с добавочными полюсами

Поскольку при разных нагрузках реакция якоря изменяется, его обмотку подключают к дополнительным полюсам статора последовательно, что уменьшает искажение основного магнитного поля.

Параметры генератора

Индуцируемая ЭДС определяется следующими параметрами:

E = CFω, где

  • F – основной магнитный поток;
  • ω – частота вращения;
  • С – коэффициент, учитывающий особенности устройства.

Напряжение на выходе составляет:

Uг = E — IяRя, где

  • Iя – ток якоря,
  • Rя – сопротивление якорной цепи.

Первый основной параметр генератора – это его мощность:

Pг = IгUг, где

Важным показателем является способ возбуждения. Он может быть независимым, если обеспечивается дополнительным источником питания.

Способы подключения обмоток возбуждения: а) способ возбуждения, который обеспечивается дополнительным источником питания; б) параллельное самовозбуждение; в) последовательное самовозбуждение; г) смешанное самовозбуждение

Самовозбуждение обмотки создаётся за счёт наличия остаточного магнетизма в сердечнике якоря, индуцирующего в процессе вращения незначительную ЭДС.

Несмотря на то, что магнитный поток в начальный момент мал, он усиливает поток на полюсах, и ток начинает расти, пока не достигнет номинала.

Различают три типа генераторов с самовозбуждением:

  1. Параллельное – ток, вырабатываемый в якорной обмотке большей частью проходит в главную силовую цепь, и только незначительная часть – по обмотке возбуждения.
  2. Последовательное – по обмотке якорных полюсов и по силовой цепи проходит весь вырабатываемый генератором ток.
  3. Смешанное – две обмотки возбуждения подключены параллельно и последовательно.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока

Устройство служит для преобразования механической энергии в переменный ток. Большая часть моделей имеют вращающиеся электромагниты (роторы) внутри неподвижных обмоток (статоры).

Принцип действия

За один оборот электромагнита ЭДС два раза меняет своё направление.

На рисунке ниже изображена схема генератора на постоянном магните, вращающегося внутри контура из проволочной рамки. Активно здесь работают только вертикальные части, пересекаемые линиями магнитного поля.

Схема генератора переменного тока

Индуктируемые ЭДС каждой стороны складываются, и её значение определяется из соотношения:

e = 2Blv sin ωt = ωFm sin ωt, где

  • В – индукция магнитного поля, Тл;
  • l – длина вертикальной стороны рамки;
  • v – линейная скорость;
  • t – время;
  • Fm – максимальный магнитный поток.

Индуктируемая ЭДС изменяется по синусоидальному закону, где

  • ωFm – амплитуда ЭДС,
  • ωt – фаза ЭДС.

Для выработки большей энергии применяется электромагнитный ротор, состоящий из стального сердечника, в пазах которого располагается обмотка.

Он является вращающимся электромагнитом, а в обмотке неподвижного статора наводится ЭДС.

Электромагнитное поле создаётся подводом небольшого тока к обмотке ротора. Для этого применяется скользящая контактная группа, подключённая к обмотке. Ток подводится от аккумулятора, другого источника или в результате самовозбуждения.

Потребление энергии со статора является максимальным, и отводить ток удобно с неподвижных обмоток.

Статор собран из листовой трансформаторной стали. Он имеет пазы, куда вкладывается обмотка.

Ротор делается сплошным, но его полюса собираются из листа. Они располагаются с минимальным зазором от статора, чтобы магнитная индукция была максимальной.

Трехфазный генератор

Количество фаз в генераторе может быть от одной до трёх. Однофазные модели применяются при небольшом потреблении энергии. Трехфазные обмотки соединяются в звезду или треугольник. Самой распространённой схемой является «Звезда» с нейтральным проводом.

Схема подключения нагрузки к генератору «Звезда»

Слева изображены обмотки генератора, где стрелками указаны направления ЭДС ЕА, ЕВ, ЕС. Справа находятся нагрузки ZA, ZB, ZC, также соединённые звездой.

Напряжение между фазами и нейтралью обозначены UA, UB, UC, а между двумя фазами – UAB, UBC, UCA.

С генератора токи IA, IB, IC текут на нагрузки и возвращаются через нейтраль назад.

Если не использовать нейтраль, то несимметричная нагрузка может вызвать перекос фаз, что снижает напряжение на одной фазе и увеличивает на другой.

Синхронный и асинхронный генераторы

Синхронный генератор содержит ротор с обмоткой возбуждения, на которую через коллектор подаётся напряжение постоянного тока.

При вращении ротора в статорной обмотке возбуждается однофазное или трёхфазное напряжение. По ней протекает электрический ток, при изменении которого может измениться нагрузка на валу ротора. При этом меняется частота с напряжением. Для поддержания их стабильными предусмотрено регулирование в виде обратной связи через обмотку ротора по напряжению и току.

Устройство генератора: а) синхронный; б) асинхронный

Ротор асинхронного генератора выполнен короткозамкнутым, в виде «беличьей клетки». На него не подаётся напряжение, а электрический ток в обмотке индуцируется за счёт влияния остаточного магнетизма. При этом образуется вращающееся магнитное поле, которое наводит в статорной обмотке напряжение.

В асинхронном генераторе отсутствует возможность управления параметрами через обмотку ротора. Управление производится изменением электрической нагрузки на обмотке статора.

Синхронный генератор обладает способностью поддерживать точные значения напряжения и частоты. У асинхронного генератора эти показатели изменяются в широких пределах. Он больше боится перегрузок в установившемся режиме и имеет склонность к перегреву обмотки статора.

Несмотря на недостатки, он более распространён из-за простоты конструкции, неприхотливости и относительной дешевизны.

Синхронному генератору отдаётся предпочтение при повышенных требованиях электрических приёмников к стабильности частоты и напряжения, а также при наличии реактивных нагрузок и перегрузок в переходных режимах.

Видео про линейный генератор

Блокинг генератор: принцип работы

Про конструкцию, особенности и принцип работы линейного генератора можно узнать из данного видео.

Генератор является важным источником электрической энергии, от которого зависит работа всех электрических приборов. При отсутствии или сбоях в центральном электроснабжении целесообразно приобрести небольшой генератор для частного дома. Главным параметром устройства является мощность, которая не должна быть меньше потребляемой. Генератор требует качественного сервисного обслуживания, ухода и правильной эксплуатации.

Что такое генератор?

Вы здесь Слово генератор происходит от латинского generator и означает «производитель». В общем понятии генератор является устройством, аппаратом или машиной, который производит какой-нибудь продукт. В их функции входит также преобразование одного вида энергии в другой. В электротехнике генератор – это машина, вырабатывающая электрическую энергию, т.е. преобразующий механическую энергию в электрическую. Их два вида: генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока. Генератор постоянного тока – это вращающаяся машина, которая состоит из якоря, статора и коллекторно-щеточной системы и производит постоянное напряжение, необходимое для питания систем возбуждения синхронных двигателей и генераторов в промышленности и электростанциях. Наилучший его режим работы – режим самовозбуждения при работе электромашинным возбудителем, что делает такие машины более экономичными. Такие генераторы также используются как источник постоянного тока для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей, в электросварке постоянным током (САГ-ы), автомобилях и летающих аппаратах. Генератор переменного тока – тоже вращающаяся машина и состоит из статора, ротора и системы возбуждения. Эта синхронная машина вырабатывает переменный электрический ток частотой 50 или 60 Гц для нужд народного хозяйства в крупных электростанциях (ГЭС, ГРЭС, АЭС, ТЭЦ, ДЭЦ и др.), а также в переносных электростанциях («движки», ЖСК, «дизели» и др.) и на суднах. В радиотехнике и электронике генераторы преобразуют электрическую энергию в энергию электромагнитных волн определенной частоты. Поэтому их коротко называют генераторами частоты. В основном различают два вида: генераторы низких (ГНЧ) и высоких частот (ГВЧ). Генераторы низкой частоты вырабатывают сигналы частоты звукового спектра (примерно от нуля до нескольких сотен кГц), поэтому их еще называют генераторами звуковых частот (ГЗЧ). Их другой разновидностью являются генераторы импульсов, которые преобразуют электрическую энергию в энергию импульсов, повторяющиеся по определенной частоте. ГНЧ с широким спектром частоты и гармоник называются мультивибраторами. Все эти генераторы собираются из электронных приборов (транзисторы, диоды, микросхемы). Они используются в различных сферах жизни как источник сигналов (электрозвонок, зуммер, металлоискатели, кабелеискатели, измерительные приборы, генераторы испытательных сигналов, преобразователи постоянного тока в переменный, медицинская аппаратура и др.). Кроме этого, мультивибраторы широко используются в производстве игрушек. Генераторы высокой частоты создаются на той элементной базе, что и ГНЧ, но с различием, что они вырабатывают электромагнитных волн от сотни кГц до десятка ГГц и для стабилизации частоты используются пьезоэлементы (кварцевые резонаторы), а также высокочастотные варикапы (вариконды). Эти генераторы применяются повсеместно в радиопередатчиках, радио- и телеретрансляторах, на станциях сотовой и космической связи, в мобильных телефонах, радиотелефонах, рациях, радарах, центрах управления полетом и медицинской аппаратуре. Надо заметить, что до недавнего времени элементная база ГНЧ и ГВЧ в основном опиралась на электронные лампы. Сейчас электронные лампы почти полностью вытеснены транзисторами и микросхемами. В промышленности генераторами называют также установки, которые преобразуют одно вещество в другое. Например, ацетиленовый генератор – для производства ацетилена из карбида кальция; парогенератор, ледогенератор, газогенератор – соответственно для производства водяного пара, льда и газа. В компьютерной и вычислительной технике отдельные программы или утилиты называются генераторами. Можно привести в качестве примера кейгенераторы и генераторы кодов (ключей, паролей), генераторы случайных чисел.

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 — (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