Генератор для чего служит: Как работает генератор в автомобиле? Основные причины и неисправности

Генератор | Устройство автомобиля

 

Какое назначение генератора на автомобиле?

Генератор на автомобиле служит для питания электрическим током всех потребителей во время работы двигателя и подзарядки аккумуляторной батареи, компенсируя расход ее электроэнергии при пуске двигателя.

Какие типы генераторов устанавливают на автомобилях?

На автомобилях устанавливают генераторы переменного и постоянного тока. Больше распространены трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и встроенным выпрямителем.

Как устроен и работает генератор переменного тока?

Генератор переменного тока Г-250В2 автомобиля ГАЗ-66 (рис.90, а) состоит из статора 7 и ротора 20. Статор набран из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком для уменьшения вихревых токов. На внутренней поверхности статора выполнено 18 пазов, в которые уложены обмотки 6, разделенные на три фазы. Обмотки в фазе соединены последовательно, а фазы обмоток – звездой, то есть одним концом все три фазы выведены и соединены в одной точке, а вторые концы каждой фазы – с выпрямительным блоком 11. По бокам статор закрывается алюминиевыми крышками 1 и 8, в которых на шарикоподшипниках 2 и 19 установлен вал 3 ротора. На переднем конце вала крепится упорная шайба 22, вентилятор 21, создающий воздушный поток для охлаждения обмоток и ротора генератора, и шкив 23 для привода ротора с помощью клиноременной передачи от коленчатого вала двигателя. Ротор 20 состоит из двух стальных шестиполюсных когтеобразных наконечников. Наконечники одной половины ротора с северной магнитной полярностью входят между наконечниками второй половины ротора с южной полярностью (рис.90, б). Между ними установлена обмотка возбуждения 4, концы которой припаяны к двум медным контактным кольцам 5, жестко посаженным на валу. К кольцам прижимаются щетки 9, установленные в щеткодержателях 10. Обмотка возбуждения ротора при пуске двигателя питается током от аккумуляторной батареи, создавая магнитное поле, а после пуска двигателя – выпрямленным током от генератора. Магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, проходя через торцы клювообразных полюсов, образует северные и южные полюса на роторе (рис.90, б).

Рис.90. Генератор переменного тока: а – устройство; б – магнитное поле ротора.

Во время вращения ротора магнитное поле полюсов вращается вместе с ним и пересекает обмотки статора, индуктируя в них переменный электрический ток, так как у каждой обмотки статора попеременно проходит северный и южный полюсы ротора. При этом магнитный поток, проходящий через выступы статора, изменяет направление и величину, индуктируя в обмотках статора электродвижущую силу, переменную по величине и направлению. А так как это происходит в каждой фазе, то на выходе получают трехфазный переменный ток, который поступает к выпрямительному блоку 11, смонтированному на задней крышке 8.

Выпрямительный блок ВБГ-1 состоит из шести кремниевых диодов прямой и обратной полярности, соединенных в трехфазный двухполупериодный выпрямитель. Каждая пара диодов разной полярности собрана в секцию в отдельном алюминиевом теплоотводящем корпусе 13 с охлаждающими ребрами и выводами 17. Каждый диод состоит из тонкой полупроводниковой кремниевой шайбы 15, установленной в гнезде корпуса и примыкающей изнутри к медной контактной шайбе 14, являющейся основанием. С наружной стороны к кремниевой шайбе присоединен контактный наконечник с выводом 16. Гнездо залито специальной герметизирующей массой 18. Каждый провод от фаз статора присоединяется к центральной клемме каждой секции выпрямительного блока. Выводы всех диодов с положительной и отрицательной полярностью подключены параллельно к двум выводным клеммам со знаками «+» и «–» на задней крышке генератора, к которым подключается штепсельный разъем 12 с проводами для соединения генератора с регулятором напряжения. Отрицательная клемма генератора соединяется на массу автомобиля. Каждый диод пропускает ток только в одном направлении (от генератора к аккумуляторной батарее). Поэтому при переменном токе в каждой секции генератора в положительные полупериоды ток будет проходить от всех фаз через диоды с прямой полярностью к положительному выводу и от него поступать во внешнюю цепь, а из нее через минусовый вывод и диоды с обратной полярностью в секции катушек при отрицательном полупериоде тока в них. Следовательно, с клемм выпрямителя во внешнюю цепь будет поступать выпрямленный постоянный ток, который идет к потребителям, на зарядку аккумуляторной батареи и в обмотку возбуждения ротора. Если напряжение генератора ниже напряжения аккумуляторной батареи, ток для питания потребителей поступает от аккумуляторной батареи, но в генератор поступать не будет, так как его не пропустят диоды выпрямителя. Следовательно, отпадает необходимость в установке реле обратного тока.

Каким важным свойством обладают генераторы переменного тока?

Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока. Это достигается за счет того, что при увеличении силы тока нагрузки возрастает сила тока в катушках обмотки статора, что сопровождается увеличением магнитного потока статора. Так как магнитный поток статора противодействует магнитному потоку ротора, то результирующий магнитный поток уменьшается, что приводит к уменьшению индуктируемой ЭДС. Ограничение тока также происходит за счет того, что при увеличении частоты вращения ротора повышается частота тока в обмотках катушки статора, что в свою очередь увеличивает индуктивное сопротивление обмотки. Следовательно, отпадает необходимость установки в цепи генератор – аккумуляторная батарея регулятора ограничения тока. Таким образом, современные генераторы переменного тока работают совместно только с регулятором напряжения, что значительно упрощает их устройство и стоимость по сравнению с реле-регуляторами, применявшимися ранее. Генераторы других автомобилей отличаются только приводом и электрическими характеристиками.

Какое назначение регулятора напряжения в цепи генератор – батарея?

Регулятор напряжения в цепи генератор – аккумуляторная батарея предназначен для поддержания постоянства напряжения, вырабатываемого генератором, путем изменения силы тока в обмотке возбуждения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если бы не было регулятора напряжения, то с увеличением частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и ротора напряжение генератора резко возросло бы, превысив допустимое, на которое рассчитаны потребители.

Какого типа регуляторы напряжения применяют на автомобилях?

На большинстве автомобилей отечественного производства в настоящее время устанавливают бесконтактные транзисторные регуляторы напряжения РР-350 (автомобили ГАЗ, УАЗ, ЗИЛ). На автомобилях КамАЗ устанавливают РР-З56. Их устройство и работа сходные.

Как устроен и работает регулятор напряжения РР-350?

Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения РP-350 (рис.91) состоит из панели, на которой смонтирована схема регулятора. Панель закрывается крышкой со штепсельным разъемом для соединения с генератором. Схему регулятора напряжения условно можно разделить на измерительную часть (ИЧ), в которую войдут входной транзистор VТ1, стабилитрон VP1, дроссель Др, резисторы R1, R2, R3 и Rт, и усилительную часть (УЧ), включающую транзистор усиления VT2, регулирующий транзистор VT3. резисторы R6, R7, Rд и диоды VD2, VD3. Диод VD4 включен параллельно обмотке возбуждения генератора (ОВГ) и защищает транзистор VT3 от ЭДС самоиндукции, возникающей в этой обмотке. Резистор обратной связи Roc предназначен для улучшения частотных характеристик регулятора. В цепь делителя напряжения (резисторы R1 и R3) включен дроссель Др для уменьшения влияния пульсаций выпрямленного напряжения генератора на работу регулятора.

Рис.91. Регулятор напряжения РP-350.

Работает регулятор напряжения так. Во время включения замка зажигания выключатель ВЗ подключает регулятор напряжения в обмотку ОВГ и в цепь аккумуляторной батареи. При этом можно выделить два основных режима. Первый, когда напряжение генератора меньше регулируемой величины (ниже 13-15 В). В этом случае через стабилитрон VD1 не будет проходить ток в цепь, управления транзистора VТ1. Поэтому транзистор будет закрыт. В этот же период работы ток управления будет проходить в цепи транзистора VT2 по такому пути: «+» батареи или генератора – выключатель ВЗ – зажим «+» регулятора – резистор R7 – диод VD2 – эмиттер – база транзистора VT2 – резистор R6 – «–» – генератора или батареи. Транзистор VT2 откроется и соединит базу транзистора на «–» генератора. Тогда ток управления будет проходить в цепи транзистора VT3 по пути: «+» генератора – выключатель ВЗ – зажим «+» регулятора – диод VD3 – эмиттер – база транзистора VT3 – диод VD2 – открытый транзистор VT2 – резистор R6 – «–» генератора. Транзистор VT3 откроется и от генератора ток пойдет в ОВГ. Путь тока в цепи ОВГ: «+» генератора – выключатель ВЗ – зажим «+» регулятора – диод VD3 – эмиттер – база – коллектор транзистора VT3 – зажимы «Ш» регулятора и генератора ОВГ – «–» генератора. В цепи ОВГ будет проходить ток большой силы, а следовательно, будет сильным и магнитный поток ротора генератора. Поэтому в обмотке статора будет индуктироваться ЭДС большой величины. В результате повысится напряжение генератора и, когда оно станет выше напряжения аккумуляторной батареи, генератор будет подзаряжать батарею и питать ОВГ, регулятор напряжения и потребители.

Второй режим – когда напряжение генератора больше регулируемой величины. При этом под действием повышенного напряжения генератора стабилитрон VD1 начнет пропускать ток. Его сопротивление резко уменьшится и через него будет проходить ток в цепи управления транзистора VТ1, и он откроется. Так как сопротивление транзистора в открытом состоянии будет незначительным, то это вызовет замыкание базы транзистора VT2 на «+» генератора. Следовательно, эмиттер и база транзистора VT2 будут соединены с плюсом генератора. Поэтому транзистор VT2 закроется и прервет цепь тока управления транзистора VT3, что вызовет его закрытие.

При закрытом транзисторе VT3 ток в цепи возбуждения генератора будет проходить через дополнительный резистор Rд. Сила тока в цепи возбуждения уменьшится, а поэтому ослабнет магнитный поток ротора и напряжение генератора понизится. Стабилитрон VD1 закроется, и ток в цепи управления транзистора VТ1 исчезнет. Транзисторы VT2 и VT3 откроются. Периодическое включение дополнительного резистора Rд в цепь ОВГ служит для поддержания напряжения генератора в заданных пределах.

Для уменьшения влияния температуры на величину регулируемого напряжения в плечо делителя включен терморезистор Rт, сопротивление которого имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть с повышением температуры оно снижается. Терморезистор Rт компенсирует увеличение напряжения открывания стабилитрона VD1 с повышением температуры. Все остальные элементы схемы (резисторы, диоды, дроссель) необходимы для улучшения работы и защиты транзисторов от пробоя. Генератор и батарея соединены параллельно.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Источники электрического тока на автомобиле»

батарея, генератор, диод, напряжение, регулятор, ротор, статор, ток, транзистор, цепь

Смотрите также:

Автомобильный генератор – все, что нужно знать водителю

Автомоби́льный генера́тор — это электрическое устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую энергию.

Генератор – один из ключевых элементов технической начинки современного автомобиля, от исправности и четкости работы которого напрямую зависит сама возможность движения машины. Владельцу авто для лучшего понимания многих аспектов эксплуатации транспортного средства важно понимать особенности конструкции и принцип работы автогенератора, его возможные неисправности. Это все для того, чтобы не остаться без машины в самый неподходящий момент.

Автомобильный генератор используется для питания практически всех электропотребителей, таких как система зажигания, автомобильная светотехника, бортовой компьютер, система диагностики и другие, а также для заряда автомобильного аккумулятора. 

Таким образом, основными функциями автомобильного генератора являются:

     • подзарядка аккумулятора;

     • питание электрооборудования, установленного в автомобиле.

К автомобильным генераторам автопроизводители предъявляют высокие требования по надёжности, так как генератор обеспечивает бесперебойную работу большинства компонентов современного автомобиля.

Конструктивно генератор располагается, как правило, в передней части двигателя и приводится в действие от коленчатого вала. На современных гибридных автомобилях генератор выполняет также функции стартера (стартер-генератор). Аналогичная схема используется в некоторых конструкциях системы стоп-старт.

Устройство генератора

Автомобильный генератор конструктивно состоит из довольно большого числа различных деталей, которые разделены на отдельные блоки:

     • ротор

     • статор

     • щеточный узел

     • выпрямительный блок

     • регулятор напряжения.

Все элементы помещены в корпус.

Ротор (вращающаяся часть генератора) создает магнитное поле. На валу ротора расположены два контактных кольца, через которые осуществляется питание обмотки возбуждения. Кольца, как правило, медные, реже стальные или латунные. Выводы обмотки возбуждения припаяны непосредственно к самим кольцам.

В зависимости от конструкции генератора на валу ротора размещается одна или две крыльчатки вентилятора, а также закрепляется ведомый приводной шкив. Подшипниковый узел ротора состоит из двух шариковых необслуживаемых подшипников. На валу со стороны контактных колец также может быть установлен роликовый подшипник.

Статор (неподвижная часть) служит для создания переменного электрического тока. Конструктивно он объединяет металлический сердечник и обмотки.

Щеточный узел обеспечивает передачу тока возбуждения на контактные кольца. Узел состоит из двух графитных щеток, пружины их прижимающие и щеткодержатель. На многих современных генераторах щеткодержатель объединен с регулятором напряжения в единый неразборный узел.

Выпрямительный блок служит для преобразования переменного напряжения, вырабатываемого генератором, в напряжение постоянного тока бортовой сети авто.

Регулятор напряжения предназначен для поддержания напряжения генератора в определенных пределах.

В корпусе размещается большинство конструктивных элементов генератора. Корпус представляет собой две крышки – переднюю (со стороны приводного шкива) и заднюю (со стороны контактных колец). Крышки стянуты между собой с помощью болтов. В основном крышки изготавливаются из алюминиевого сплава – легкого, немагнитного и легко рассеивающего тепло. На поверхности крышек выполнены вентиляционные окна, а также две или одна (в зависимости от способа крепления генератора) крепежные лапы.

Привод генератора осуществляется через ременную передачу и обеспечивает вращение ротора со скоростью в 2-3 раза превышающую частоту вращения коленчатого вала. В зависимости от конструкции генератора в передаче используется клиновый либо поликлиновый ремень.

Поликлиновый ремень более универсальный, он применяется при небольших диаметрах ведомого шкива, и с его помощью может быть реализовано большее передаточное число. На современных моделях генераторов привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра. Привод генератора может осуществляться как отдельно, так и одним ремнем вместе с насосом охлаждающей жидкости (помпой). Натяжение ремня регулируется либо отклонением корпуса генератора, либо (в случае применения поликлинового ремня) натяжными роликами при неподвижном генераторе.

На автомобилях может устанавливаться и индукторный (бесщеточный) генератор.

Различают два типа конструкций автомобильных генераторов – традиционную и компактную. Помимо геометрических размеров, данные конструкции имеют отличия в компоновке вентилятора, устройстве корпуса, приводного шкива, выпрямительного узла.

Генератор с традиционной компоновкой оснащен вентилятором у приводного шкива, в компактной компоновке —  с двумя вентиляторами внутри самого генератора. Поскольку компактные генераторы имеют привод с более высоким передаточным отношением, их второе называние — высокоскоростные генераторы.

Как работает генератор

Когда водитель проворачивает ключ в замке зажигания, ток от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца поступает на обмотку возбуждения. В обмотке наводится магнитное поле. С вращением коленчатого вала двигателя также начинает вращаться ротор генератора. Магнитное поле ротора пронизывает обмотки статора, на выводах которых возникает переменное напряжение. При достижении определенной частоты вращения генератор переходит в режим самовозбуждения, т.е. обмотка возбуждения запитывается непосредственно от самого генератора.

Выпрямительный блок преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. В таком состоянии генератор обеспечивает требуемый ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания потребителей. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в работу включается регулятор напряжения. Он регулирует время включения обмотки возбуждения. При возрастании частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения уменьшается, наоборот, при уменьшении частоты вращения и увеличения нагрузки – увеличивается.

В том случае, когда ток потребления больше чем возможности генератора, в работу включается аккумуляторная батарея. 

Принцип работы автомобильного генератора

По характеру своей работы автогенератор напоминает обыкновенный электродвигатель, однако принцип его действия диаметрально противоположен: если обычный мотор преобразует энергию в механическое движение, то генератор, получая вращающий импульс от двигателя автомобиля, преобразует его в электроэнергию.

Принцип работы генератора автомобиля примерно следующий. После поворота ключа в замке зажигания на обмотку ротора поступает напряжение, оно проходит через контактные кольца и блок щеток. В результате, вокруг обмотки возникает магнитное поле. Данное поле постоянно вращается вместе с ротором двигателя, при этом взаимодействуя со статорными обмотками. На статорных обмотка появляется ток, который подается на диодный мост. На выходе диодного моста ток уже имеет стабильную величину. Далее ток подается на регулятор напряжения, после чего он используется для питания потребителей и аккумуляторной батареи.

Oт иcпpaвнoй и бecпepeбoйнoй paбoты гeнepaтopa напрямую зaвиcят такие ĸoмпoнeнты и yзлы aвтoмoбиля:

   — аккумуляторная батарея и ее зарядĸа;

   — системa зажигания двигaтeля,

   — головноe и внутреннеe освещениe aвтo;

   — стабильная paбoтa различных ĸoнтpoллepoв, датчиков, a тaĸжe вceвoзмoжныx yĸaзaтeлeй и индиĸaтopoв;

   — нормальная paбoтa и иcпpaвнocть бортoвoгo компьютера;

   — paбoтa вcex электрустройств (аудиосистемы, кондиционера, электроприводoв, электроусилителя руля и т. д.).

Напряжение бортовой электросети автомобиля при работающем генераторе и исправном регуляторе напряжения поддерживается на уровне 13,9 — 14,5 В. Это напряжение необходимо для обеспечения прохождения тока заряда через аккумуляторную батарею.

B coвpeмeнныx гeнepaтopax выpaбaтывaeтcя пepeмeнный тoĸ, ĸoтopый пocpeдcтвoм cпeциaльныx элeĸтpичecĸиx и элeĸтpoнныx cxeм и пpибopoв тpaнcфopмиpyeтcя в пocтoянный, в зaвиcимocти oт нaпpяжeниe бopтoвoй ceти:

   — 6 вoльт (мoтoциĸлы),

   — 12 вoльт (бoльшинcтвo лeгĸoвыx aвтoмoбилeй c бeнзинoвыми мoтopaми, дизeльныe aвтoмoбили),

   — 24 вoльтa (номинально 28,4 Вольта) (дизeльныe aвтoмoбили, a тaĸжe гpyзoвиĸи, aвтoбycы и дpyгaя тяжeлaя тexниĸa),

   — 47 вoльт (нeĸoтopыe coвpeмeнныe мoдeли aвтoмoбилeй люĸc-ceгмeнтa миpoвoгo aвтoпpoмa).

Применение генераторов переменного тока позволяет существенно уменьшить габаритные размеры и вес генератора, повысить его надёжность, сохранив или даже увеличив его мощность по сравнению с генераторами постоянного тока.

Возможна ли замена генератора одной марки на другой?

Такое действие вполне возможно, но:

      • энергетические характеристики заменяющего генератора должны быть не ниже, чем у заменяемого;

      • передаточное число от двигателя к генератору должно быть одинаково;

      • габаритные и крепежные размеры заменяющего генератора позволяют установить его на двигатель. Большинство генераторов зарубежного производства имеют однолапное крепление, а отечественные крепятся за две лапы, поэтому замена “иномарочного” генератора отечественным потребует замены кронштейна;

      • электрические схемы генераторных установок аналогичны.

Неисправности генератора

Все неисправности генератора условно можно разделить на две группы — механические и электрические. К первым относится разрушение корпуса устройства, поломка креплений, подшипников, прижимных пружинок щёток, обгонной муфты или шкива и других деталей, а ко вторым — обрывы и замыкания обмотки, поломка диодного моста и реле-регулятора, износ угольных щёток.

Неисправности генератора могут проявляться по-разному, однако в большинстве случаев они не приходят внезапно. При должной наблюдательности у водителя транспортного средства есть время, чтобы заметить надвигающуюся поломку и минимизировать неприятности. Итак, основные признаки проблем с генератором:

   1. Сложности при пуске мотора

Один из основных признаков поломки генератора — неуверенный пуск двигателя автомобиля. Когда генератор перестаёт работать правильно, аккумулятор недополучает заряд и лишается способности нормально прокручивать стартер. Разряженный аккумулятор — это в большинстве случаев прямое следствие поломки генератора.

   2. Тусклый или мерцающий свет фар

Следующий симптом можно наблюдать в тёмное время суток. Фары автомобиля начинают светиться тускло, либо изменяют степень яркости в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки на электрическую систему. Также неполадки можно заметить по подсветке приборной панели и приборам освещения салона — все они точно так же меняют яркость.

   3. Горит пиктограмма на приборной панели

Горящая или мерцающая пиктограмма в виде аккумулятора на приборной панели говорит о том, что у вашей машины серьёзные проблемы — аккумулятор не заряжается подобающим образом. Как правило, с горящей пиктограммой авто сможет ехать ровно до тех пор, пока батарея не разрядится полностью и не перестанет давать искру на свечах зажигания.

   4. Свистит приводной ремень

Нередко из-под капота непрогретого автомобиля слышится неприятный свист. Он возникает в случае если приводной ремень, приводящий в движение ротор генератора, натянут слабо. На многих современных автомобилей этот же ремень приводит в действие и другие устройства (насос гидроусилителя руля и компрессор кондиционера), и натягивается автоматически. На более простых моделях автонатяжитель не предусмотрен конструкцией — со временем ремень растягивается и требует ручной регулировки натяжения.

   5. Ремень перегревается или разрушается

Характерный дымок и неприятный запах, исходящий от приводного ремня, или отслоение от него дорожек и кусков резины — признак подклинивания какого-то навесного агрегата (в том числе генератора), либо обводных роликов. На некоторых моделях обрыв приводного ремня не просто приводит к отключению генератора, но также может быть причиной намного более серьёзных бед. Если ремень перегревается или самопроизвольно разрушается, обязательно проверьте шкив генератора — он должен вращаться легко и не перекашиваться под нагрузкой.

   6. Звенящий или шуршащий звук из-под капота

Внутри генератора установлены подшипники качения. Эти детали испытывают очень высокие нагрузки и работают в условиях повышенных температур. По прошествии некоторого времени они сильно изнашиваются и теряют смазку, что приводит к появлению шума, перекосу и подклиниванию ротора, либо к полному разрушению подшипников. Ещё одной причиной шума может быть изношенная обгонная или демпферная муфта. Она может деформироваться и перестать выполнять свою функцию.

   7. Электрический гул

Несколько иным становится характер посторонних звуков в случае замыкания обмотки статора. Проявляется он характерным электрическим воем, подобным тому, который исходит от электродвигателей общественного транспорта — троллейбусов, трамваев или электричек.

Генератор автомобиля, ĸaĸ и любoй дpyгoй мexaничecĸий и/или элeĸтpичecĸий yзeл aвтoмoбиля, нyждaeтcя в cиcтeмaтичecĸoм oбcлyживaнии, диaгнocтиĸe и peмoнтe. Поэтому очень желательно хотя бы раз в 100 тысяч километров пробега проводить дефектовку и ремонт генератора со снятием его с автомобиля.

Будьте внимательны к своему автомобилю и удачи вам в пути!

Как работают генераторы? | BigRentz

Генераторы — это полезные устройства, которые обеспечивают электроэнергию, не требуя доступа к электросети. Они могут служить в качестве резервного источника питания для рабочих площадок, домов и предприятий, а также поддерживать работу критически важных систем при отключении электроэнергии. Итак, как работают генераторы?

Проще говоря, генераторы работают путем преобразования механической энергии в электрическую с помощью двигателя, генератора переменного тока и внешнего источника топлива. Современные генераторы работают по принципу электромагнитной индукции — термин, введенный Майклом Фарадеем, когда он обнаружил, что проводник, движущийся в магнитном поле, может создавать и направлять электрические заряды.

Понимание того, как работают генераторы, может помочь вам выявить проблемы, выполнить плановое техническое обслуживание и выбрать правильный генератор, отвечающий вашим конкретным потребностям. В этом руководстве мы шаг за шагом рассмотрим основные компоненты генератора и принципы их работы.

8 Основные компоненты генератора

Современные электрические генераторы могут различаться по размеру и назначению, но их внутреннее устройство в целом одинаково. К основным компонентам электрогенератора относятся:

  • Рама: Рама содержит и поддерживает компоненты генератора. Это позволяет людям безопасно обращаться с генератором и защищает его от повреждений.
  • Двигатель: Двигатель вырабатывает механическую энергию, которая преобразуется в выходную электрическую энергию. Размер двигателя определяет максимальную выходную мощность, и он может работать на различных видах топлива.
  • Генератор переменного тока: Генератор содержит дополнительные компоненты, которые работают вместе для создания электрической мощности. К ним относятся статор и ротор, которые отвечают за создание вращающегося магнитного поля и выработку переменного тока (AC).
  • Топливная система: Генераторы поставляются с прикрепленным или внешним топливным баком, который снабжает двигатель топливом. Топливный бак соединен через подающую и возвратную трубы и обычно содержит бензин или дизельное топливо.
  • Выхлопная система: Дизельные и бензиновые двигатели выделяют выхлопные газы, содержащие токсичные химические вещества. Выхлопная система безопасно управляет этими газами и утилизирует их через трубу из железа или стали.
  • Регулятор напряжения: Этот компонент отвечает за регулирование выходного напряжения генератора. Регулятор напряжения запускает цикл преобразования переменного тока в переменное напряжение, когда генератор падает ниже максимального рабочего уровня, и переходит в состояние равновесия, когда генератор достигает своей рабочей мощности.
  • Зарядное устройство: Для запуска генераторов требуется батарея. Зарядное устройство отвечает за поддержание заряда аккумулятора, обеспечивая плавающее напряжение ровно 2,33 вольта на элемент.
  • Панель управления: Панель управления расположена снаружи генератора и содержит несколько датчиков и переключателей. Функции могут различаться в зависимости от генератора, но панель управления обычно включает в себя стартер, датчики контроля двигателя и переключатель частоты.

Для чего используется электрический генератор?

Электрические генераторы предназначены как для личного, так и для коммерческого использования. Чаще всего они используются в качестве резервного источника питания на случай отключения электроэнергии или отключения электроэнергии, но они также могут функционировать в качестве основного источника питания для зданий или строительных площадок, не подключенных к электросети.

Резервные генераторы чаще всего используются для резервного питания в домах, офисах и медицинских учреждениях. Эти генераторы подключаются к электрической системе здания и автоматически запускаются при отключении электроэнергии. После установки они становятся постоянными приспособлениями, а их топливные баки обычно достаточно велики, чтобы обеспечивать питание в течение нескольких дней, прежде чем потребуется заправка.

Портативные генераторы меньше по размеру и их легче перемещать, чем резервные модели, что делает их идеальными для питания электроприборов, дорожного и строительного оборудования на стройплощадках. Они бывают разных размеров и вариантов мощности для различных применений. Меньшие портативные генераторы могут питать только один или два инструмента одновременно, в то время как самые большие модели могут питать целые здания.

Как генераторы производят электроэнергию: пошаговое описание

Генераторы на самом деле не производят электричество. Скорее, они преобразуют механическую энергию в электрическую. Процесс можно разбить на следующие этапы:

Этап 1: Двигатель использует бензин, дизельное топливо, пропан, природный газ или возобновляемый источник энергии для создания механической энергии.

Шаг 2: Генератор переменного тока использует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, для проталкивания электрических зарядов, присутствующих в проводке генератора, через электрическую цепь.

Шаг 3: Движение создает движение между магнитным и электрическим полями. Во время этого процесса ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, который содержит неподвижные электрические проводники.

Шаг 4: Ротор преобразует постоянный ток в выходное переменное напряжение.

Шаг 5: Генератор подает этот электрический ток на приборы, инструменты или электрическую систему здания.

Преимущества современных генераторов

Генераторы существуют уже несколько десятилетий, но технологии постоянно развиваются, чтобы сделать их более эффективными и надежными. Современные генераторы теперь имеют множество новых функций и возможностей.

Портативность

Достижения в области технологий часто связаны с более компактными деталями, и генераторы не являются исключением. Меньшие по размеру и более эффективные батареи и двигатели позволяют портативным генераторам работать дольше и обеспечивать более высокую выходную мощность. Даже некоторые промышленные генераторы можно буксировать и перевозить с одного места на другое.

Малое воздействие на окружающую среду

Популярность генераторов, работающих на возобновляемых источниках энергии, быстро растет. Некоторые люди предпочитают отказываться от газовых и дизельных генераторов в пользу более экологичных моделей, работающих на солнечных батареях, ветряных или водяных турбинах. Природный газ также является популярным вариантом питания для владельцев домов и предприятий, стремящихся уменьшить свой углеродный след.

Значительная выходная мощность

Хотя не всем нужна высокая выходная мощность, предприятиям и крупным строительным площадкам обычно требуется больше энергии от своих генераторов. К счастью, современные генераторы могут иметь мощность от 300 киловатт и выше. Для работы самых больших и мощных генераторов по-прежнему обычно требуется дизельное топливо, но это, вероятно, изменится по мере развития технологий.

Функции шумоподавления

Чем больше генератор, тем больше шума он производит. Чтобы уменьшить шумовое загрязнение, производители начали включать в свои продукты высококачественные функции шумоподавления. Если ваш генератор не оснащен этой функцией, вы можете приобрести отдельный глушитель или глушитель генератора и установить его самостоятельно.

Имея под рукой генератор, можно продолжать работу в обычном режиме при отключении электроэнергии. Независимо от того, арендуете ли вы генератор для своего следующего строительного проекта или покупаете его для своего бизнеса, знание того, как работают генераторы, может помочь вам принять решение о следующей покупке и упростить техническое обслуживание.

Похожие сообщения

Как работает генератор для производства электроэнергии?

  • Посмотреть увеличенное изображение

Как работает генератор?

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Вы можете использовать свои генераторы во множестве приложений, включая портативные источники питания и резервные источники питания. Для питания фар на велосипеде можно использовать небольшие генераторы. А для очень крупных поставляют подавляющее большинство энергии в наши электросети.

Генераторы работают на дизельном топливе, бензине, пропане и даже на человеческой энергии. Несмотря на различные источники энергии, принцип работы большого дизельного генератора Caterpillar аналогичен принципу действия маленького генератора. Но как работает генератор для производства электроэнергии?

Содержание

Возможно, вам будет полезно понять, что генераторы не столько производят электроэнергию, сколько облегчают ее. Это достигается с помощью электромагнитных принципов, впервые открытых Майклом Фарадеем в начале 1830-х годов. Работа Фарадея считалась очень важной. Говорят, Альберт Эйнштейн держал его фотографию на стене в своем кабинете.

Фарадей обнаружил, что при намотке двух изолированных витков провода на кольцо из железа и пропускании тока через один из них ток индуцируется во второй виток провода. Это основной принцип двигателей и генераторов по сей день. Это электромагнитная индукция.

Как компоненты генераторной установки работают вместе?

Компоненты генератора работают вместе, чтобы преобразовать механическую энергию в электричество. Для простоты мы используем двигатель в качестве источника механической энергии.

  • Двигатель: Чем мощнее двигатель генератора, тем большую мощность он будет производить. Большие генераторы работают на дизельном топливе.
  • Генератор переменного тока: Генератор переменного тока включает в себя неподвижный компонент, называемый статором, и второй подвижный компонент, называемый ротором. Именно ротор создает вращающееся магнитное поле одним из нескольких способов. Обычно это зависит от размера генератора. Например, большие генераторы создают магнитное поле за счет индукции. В небольших генераторах может использоваться постоянный магнит. В генераторах переменного тока также может использоваться возбудитель, питаемый от небольшого источника постоянного тока (DC) с использованием колец и щеток.
  • Регулятор напряжения: Регулятор напряжения регулирует напряжение, создаваемое генератором.

Подробно о том, как функционируют компоненты дизельного, переменного, постоянного тока, электрического и ветрогенератора.

Узнать больше о: Подержанные генераторы на продажу 

Как генераторы создают или производят электроэнергию?

Когда двигатель создает механическую энергию, регулятор напряжения работает с генератором в четырехступенчатом цикле, который продолжает повторяться до тех пор, пока не будет достигнута максимальная мощность. Сначала регулятор напряжения принимает небольшое количество переменного напряжения, затем преобразует его в постоянный ток, который посылает на вторичные обмотки возбуждения статора. Эти вторичные обмотки возбудителя теперь имитируют первичные обмотки статора, создавая дополнительное напряжение переменного тока. Существует связь между вторичными обмотками возбудителя и вращающимися выпрямителями. Он преобразует переменный ток от обмоток в постоянный ток, который направляется на ротор. Это создает электромагнитное поле, которое является частью существующего вращающегося магнитного поля ротора. Ротор индуцирует это более высокое напряжение переменного тока в обмотках статора, что, в свою очередь, создает более высокое напряжение переменного тока от генератора.

Цикл продолжается до тех пор, пока не будет достигнута максимальная мощность генератора. По мере увеличения мощности регулятор напряжения будет производить все меньше и меньше постоянного тока. При оптимальной мощности происходит только достаточное количество постоянного тока, чтобы поддерживать работу на полную мощность. Когда выход уменьшается, происходит добавление нагрузки. Например, срабатывает регулятор напряжения, вновь создавая цикл для поддержания уровня мощности на уровне мощности. Это будет продолжаться до тех пор, пока генератор не отключится намеренно из-за нехватки топлива или, возможно, из-за механической поломки.

Другие аспекты больших генераторов

Хотя вышеизложенное описывает принцип работы генератора, оно не включает все компоненты большого генератора, такого как Caterpillar 3512C. Помимо двигателя, генератора переменного тока и регулятора напряжения, генераторам нужен источник топлива, например, топливный бак вместе с топливной системой. Размер топливного бака определяет, как долго генератор будет вырабатывать энергию до заправки. Большим генераторам нужна система охлаждения и способ рассеивания выхлопных газов. Панель управления упрощает работу с генератором, а зарядное устройство всегда будет держать генератор в готовности, когда это необходимо. Генераторы обычно устанавливаются на раму определенного типа, подходящую для его размера. При принятии решения о том, какой генератор подходит для вашего конкретного применения, важно учитывать не только мощность, и мы можем помочь.

Независимо от того, ищете ли вы новый дизельный генератор или подержанный дизельный генератор, мы рекомендуем вам связаться с нами по адресу Central States Diesel Generators. Будь то подержанный генератор Caterpillar 3412 или новый дизельный генератор, просмотрите наш ассортимент и свяжитесь с нами, если у вас возникнут вопросы. Получите необходимую мощность с помощью дизельных генераторов в Центральных штатах.

 

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом новых генераторов

Часто задаваемые вопросы о принципах работы генераторов

Токсичный выхлоп двигателя генератора содержит угарный газ, сильнодействующий яд, который может оказаться смертельным. Чтобы защитить себя и окружающих от того же, крайне важно разместить генератор на открытом месте или в месте с хорошей вентиляцией.

Поражение электрическим током или поражение электрическим током — еще один потенциальный риск. Чтобы избежать травм, убедитесь, что генератор хранится в чистом и сухом месте и не подвергается воздействию дождя.

Когда генератор включен, он использует механическую энергию, поступающую от источника топлива, для принудительного движения электрических зарядов по внешней электрической цепи.