Генератор постоянного тока и переменного: «Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока?» — Яндекс Кью

Содержание

«Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока?» — Яндекс Кью

Популярное

Сообщества

ФизикаНаука+2

Евгения Зыкова

  ·

141,8 K

На Кью задали 1 похожий вопросОтветить1Уточнить

Asutpp

1,2 K

⚡Информационный сайт «ASUTPP». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудования…  · 10 мар 2020  · asutpp.ru

Отвечает

Юрий Макаров

И тот и другой генератор вырабатывает электрическую энергию посредством вращения ротора внутри статора. Физический результат для электрических машин постоянного и переменного тока отличается только формой функции ЭДС от времени.

Конструктивно генератор постоянного и переменного тока практически ничем не отличается. И один, и другой вид электрической машины включает в себя статор и ротор. Основным отличием машины постоянного тока является полукольцо, которое предназначено для смены направления движения, что и обеспечивает протекание электрического тока в одном направлении, в отличии от генератора переменного тока, где ЭДС меняет свое направление движения от фазы к нулю и от нуля к фазе 100 раз за секунду.

Технически постоянный ток на выходе с генератора также представляет собой пульсирующую кривую, которая изменяется в пространстве и времени. Однако за счет кучности ЭДС, вырабатываемых реальными генераторами, кривая имеет структуру близкую к непрерывной линии, за счет чего на выходе получается постоянный ток. В генераторах переменного тока присутствуют три различных обмотки, которые представляют собой три фазы, смещенные друг относительно друга и не соединенные электрически. Поэтому в электрических машинах переменного тока происходит плавное изменение ЭДС во времени по всем трем фазам.

Больше полезной информации по электрике вы можете найти на нашем сайте:

Перейти на asutpp. ru

44,0 K

Владимир Яшагин

21 октября 2020

В генераторах переменного тока фазные обмотки соединены электрически (чаще в звезду). Остальное правильно.

Комментировать ответ…Комментировать…

Юрий Романов

Технологии

187

Интересно всё обо всём. Не самая плохая эрудиция. Образование среднее техническое…  · 18 авг 2021

Конструкцией щёточно — коллекторного узла(скользящий контакт, коллектор расположен на роторе, выполнен из бронзы(чаще всего) или латуни, щётки — на статоре, они графитовые/медно-гафитовые, прижим осуществляется пружиной). У машины постоянного тока коллектор имеет вид разрезного кольца, с подключением концов обмотки возбуждения к полукольцам, щётки располагаются… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Naeel Maqsudov

Топ-автор

8,0 K

IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание, образование  · 25 мар 2019

В обоих генераторах применяется постоянный магнит, с помощью которого создаётся магнитный поток. Также в обоих генераторах мы найдём обмотка медного провода, которая благодаря вращению (строго говоря всё равно что мы вращаем обмотку или магнит) занимает различное положение в магнитном поле. В проводниках обмотки возникает наведённая ЭДС. Удобнее представить себе обмотку… Читать далее

1 эксперт согласен

95,7 K

Елена Петрова

25 марта 2019

это школьный курс…а без постоянных магнитов работают автомобильные генераторы, практически все.

Комментировать ответ…Комментировать…

Михаил Лощинский

82

Электромеханик ГПМ  · 27 апр 2020

Генератор переменного тока, синхронная электрическая машина. А постоянного, коллекторная. Да и обмотки возбуждения у коллекторной
в статоре, у синхронной в роторе.

44,6 K

mr-duplet-2020

15 июля 2020

Генератор переменного тока нуждается в генераторе постоянного тока (((а вот генератор постоянного тока сам возбуждается !!!

Комментировать ответ…Комментировать…

Владимир Аринин

3

Математик, специализация — алгебра изображений в аксиоматике Римана. Разбираюсь в химии…  · 12 окт 2020

В большинстве случаев конфигурацией щеток. Но есть одно исключение — использование асинхронного двигателя в качестве генератора, при этом генерируется переменный ток той же частоты и фазности. Это происходит, если тратить механическую энергию на опережающее вращение подключенного к сети двигателя. Это широко используется во встречных эскалаторах — и двигатели одни и… Читать далее

10,9 K

Михаил Лощинский

30 октября 2020

Правильнее будет сказать «Синхронная машина».

Комментировать ответ…Комментировать…

Первый

Виктор Минайлов

Пенсионер и этим все сказано 69 лет   · 28 дек 2020

Сами по себе генераторы не отличаются друг от друга оба имеют постоянные магниты в статоре Различие лишь в постоянном генераторе встроин диодный мост который преобразует переменное напряжение в постоянное вот и вся разница А в переменном генераторе таких выпрямительных диодов нет

Виталий Суколенов

8 декабря 2021

Ну ну. ..

Комментировать ответ…Комментировать…

Олег Моичкин

-1

изобретатель  · 4 нояб 2020

Оба генератора имеют пульсирующий ток, разница в том, что называется переменным, по факту является переменнонаправленным. А переменного тока в природе просто не существует, ни каких плюсов и минусов, просто при наличии разности электрических потенциалов происходит движение электрических зарядов от большего потенциала к меньшему. Это всё похоже на движение жидкости или… Читать далее

Владимир

4 января 2022

Не Киргофа, а КирХгофа

Комментировать ответ…Комментировать…

Владимир Берендяев

1,2 K

инженер-химик,любитель книг проф.Перельмана.  · 19 окт 2020

Некоторые взрослые пишут ,что генераторы генерируют (масло масляное)не ток ,а Э. Д.С. Вообще-то за счет Э.Д.С. ( электродвижущей силы ) с генератора снимается напряжение ( разность потенциалов ) при определенной силе тока. На генераторе переменного тока напряжение снимается графитовыми щетками с коллектора с множества ламелей . Поэтому напряжение получается… Читать далее

Владимир Яшагин

21 октября 2020

Читайте школьную физику и не путайте конструкции генераторов

Комментировать ответ…Комментировать…

worker999 all time

-40

Worker 999 all time
Я у вас на Дзен давно! Тысячи просмотров!
И не одного «бана»…  · 5 янв 2021

Граждане кью — канал?
А вы ЗАЧЕМ такое в ТЕМУ ставите?
У вас тут ликбез для 9-классников школ РФ??
Это конечно благородно: — неучей, к физике и электротехнике приобщать.
Но тут и Магистр -Энергетик тусуется!
Мне это даже как — то обидно читать!
Да Я больше и не читаю! оставайтесь! Читать далее

Виталий Суколенов

8 декабря 2021

плачу на взрыд от тоскливой разлуки. Прощайте. Прощайте мой юный друг.

Комментировать ответ…Комментировать…

7 мая 2020

У генератора переменного, на выходе переменная полярность «тока», а у простоянного полярность постоянная. В остальном разницы никакой..

У обоих «ток» пульсирующий.. Оба «пускают» волны.. 🙂

18,2 K

Виталий Суколенов

8 декабря 2021

и пузыри.

Комментировать ответ…Комментировать…

Ответы на похожие вопросы

В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока? — 5 ответов, задан 

Владимир Яшагин

231

Инженер путей сообщения электромеханик.
Электро и теплоэнергетика ,электрические машины.
э…  · 29 дек 2021

Возможность преобразования механической энергии в электрическую была доказана знаменитыми опытами Фарадея в 1831 году. Первые попытки использования явлений электромагнитной индукции для целей генерирования электрического тока были сделаны самим Фарадеем в 1833 году. Практическое осуществление эта идея получила лишь спустя более чем 30 лет. Значительным шагом вперед было применение в электрической машине электромагнитов, сделанное в 1862 году Wilde в Манчестере. Настоящей эрой в истории эл. машины явилось открытое Сименсом в 1867 году явление самовозбуждения машины постоянного тока и до 1885 года продолжался триумф машины постоянного тока. С появлением первого трансформатора и до 1891 года происходило постепенное распространение для целей освещения однофазного переменного тока, громадные преимущества которого при передаче электрической энергии на расстояние были сразу учтены. Появившиеся в 1891 году асинхронные двигатели положили начало вытеснения постоянного тока как в области генерирования так и в области распределения эл. энергии. Началась эра генератора переменного тока с гениальной подачи нашего соотечественника М. О. Доливо Добровольского.

Теперь о самих генераторах.

Принцип работы генераторов переменного и постоянного тока одинаков и основан на двух законах электротехники : это закон электромагнитной индукции и закон электромагнитных сил. По Фарадею индукционный ток можно вызвать двумя способами :1-й способ — перемещение замкнутого проводника в постоянном магнитном поле создаёт в проводнике ток индукции, 2-й способ — изменяющееся магнитное поле создаёт в замкнутом проводнике ток индукции. По первому способу работает генератор постоянного тока в нем неподвижная обмотка возбуждения на статоре создаёт постоянное электромагнитное поле, а в этом поле вращается якорь с рабочей обмоткой и коллектором со щетками.

Коллектор со щетками выполняет роль механического выпрямителя

переменного индукционного тока . Генератор постоянного тока сложнее в изготовлении и в эксплуатации, чем генератор переменного тока. Ток генератора постоянного тока пульсирующий одного направления, величина пульсаций менее 1%.

Генератор переменного тока в настоящее время является основным источником электроэнергии на планете Земля. Энергетические генераторы переменного тока (ГПТ) синхронные, работающие с постоянной скоростью вращения ротора. Рабочая трехфазная обмотка ГПТ неподвижна и расположена расположена в пазах сердечника статора. На роторе находится обмотка возбуждения, питаемая постоянным током и создающая двухполюсный ,многополюсный или неявнополюсный электромагнит , в зависимости от конструкции ГПТ. При вращении ротора создаётся периодически изменяющееся электромагнитное поле, наводящее ЭДС электромагнитной индукции в проводах трёхфазной обмотки статора, а при замыкании цепи генератор — трёхфазная нагрузка возникает индукционный электрический ток . Генераторы постоянного и переменного тока являются электромеханическими преобразователями механической энергии в электромагнитную. Преобразование происходит в электромагнитных системах генераторов, но работу превращения выполняет сторонняя сила ,не электрическая, а механическая от первичного двигателя. Синхронные генераторы в ЕЭС России работают параллельно и каждый имеет систему автоматического регулирования уровня напряжения и частоты. Эти параметры в системе постоянно изменяются и при значительных отклонениях диспетчер системы приближает их к номиналу включением или отключением резервных генераторов. Синхронный генератор моя любимая машина, а первым моим генератором был турбогенератор системы MAN мощностью 4500 кВ А .

Турбину МАN турбинисты звали Маней и эта Маня с 1935 года бесперебойно проработала всю войну и вот в 1963 году мне новоиспеченному мастеру эл. цеха Мурманской ТЭЦ, поручают ревизию генератора с вскрытием и проверкой центровки! Восторгу не было предела и всё прошло благополучно . Потом был пуск генератора №2 уже родного — Электросила. Ну а потом пуск

2го, 3го , 4го блока Кольской АЭС, Серебрянской ГЭС -2, НижнеТериберской ГЭС,подземного рыбохода с вертикальным подъемником на Верхне Туломской ГЭС и много чего.

Поздравляю энергетиков с 75 летием атомной энергетики и наступающим Новым годом!

Комментировать ответ…Комментировать…

В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока? — 5 ответов, задан 

Автор канала Vivan755

16

Работал в авиации, строительстве, на трамваях и локомотивах, ходил в дикие одиночные…  · 6 окт 2021

Любая электромашина вырабатывает переменный ток, так как создаётся ток за счёт движения проводника в магнитном поле, а магнитных полюсов всегда два, и в проводнике, вращающемся в их поле, наводится переменная ЭДС. Только из генератора переменного тока ток выводится напрямую, а на выходе из генератора постоянного тока он выпрямляется — коллекторным узлом, если машина коллекторная (как на старых авто типа КрАЗа-214, самолётах типа Ан-2 или Ан-24), диодным мостом, если машина синхронная (так устроены генераторы современных автомобилей, генератор постоянного тока Ту-160).

Комментировать ответ…Комментировать…

В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока? — 5 ответов, задан 

Владимир

23

Системы автоматики промышленных объектов, электроника, электрика, радиолюбительство.
ПОЛЕЗ…  · 20 нояб 2021

Генератор переменного тока превращается в генератор постоянного обычным выпрямителем. Плюс — небольшие габариты и отсутствие токоснимающих щёток. Минус — необходимость выпрямителя, в надёжности которого не всегда есть уверенность. Случайное КЗ мгновенно выведет из строя, если нет дополнительных мер защиты.

Не будем углубляться в тиристоры, симисторы и в IGBT транзисторы, это всё дополнительная «обвязка» и затраты, соответственно.

Но это никак не является таким уж препятствием и широко применяется в современной технике ввиду довольно высокой надёжности элементов.

Ну а «голый» генератор постоянного тока, так это любой электродвигатель постоянного тока. Плюс — не нуждается в выпрямителе (хотя пульсации сглаживать придётся, если это необходимо). Минус — наличие щёток и коллектора, подверженных износу. А также более значительные габариты и масса по сравнению с бесколлекторными машинами.

Комментировать ответ…Комментировать…

В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока? — 5 ответов, задан 

Константин Тверев

984

мат-мех СПбГУ  · 24 апр 2022

Разница в том, что один из них генерирует переменный ток, а другой — постоянный. Примеры — зарядные устройства, электролизёры, сварочные агрегаты…

Те генераторы, о которых очень правильно рассуждали в других ответах — на самом деле источники напряжения. Посмотрите на обычную розетку 220 Вольт. Возможно, на ней есть надпись 6 Ампер  (или 10, или другое число). Это наш с Вами доступ к «генератору переменного тока». Но пока мы ничего не включили, никакого тока в розетке нет!! НИКАКОГО! Ни переменного, ни постоянного… Зато есть напряжение!

Даже когда мы что-то включим, величина тока будет определяться нагрузкой. И для эксперимента (а по правилам это запрещено) мы можем включить лампочку или нагреватель через диод — и ток будет знакопостоянный. Прерывистый, пульсирующий, но не синус и только в одну сторону. Источник напряжения, а ток уж как получится…

Внимание! Обзывать источники напряжения источниками тока — это общепринятая установившаяся традиция. Поэтому не пытайтесь всех переспорить, просто знайте это сами:)

Комментировать ответ…Комментировать…

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где B – магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t – время, wt – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.  

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

  • устройства с параллельным возбуждением;
  • альтернаторы с последовательным возбуждением;
  • устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные  показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

  • зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
  • характеристики внешних параметров;
  • регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5).  Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6).  Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

ЭДС

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Отдаваемая в цепь полезная мощность P1 = UI.

КПД

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Видео по теме

Список использованной литературы

  • Вольдек А. И., Попов В. В. «Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы» 2008
  • О.А.Косарева «Шпаргалка по общей электротехники и электроники»
  • Китаев В. Е., Корхов Ю. М., Свирин В. К. «Электрические машины» Часть 1. Машины постоянного тока. 1978
  • Данилов И.А., Лотоцкий К.В. «Электрические машины» 1972

Разница между генераторами переменного и постоянного тока в табличной форме

Разница между генераторами переменного и постоянного тока является одной из самых обсуждаемых тем среди любителей физики. В этой статье основные различия между генераторами переменного и постоянного тока приведены в простой и понятной форме в табличной форме. Эти различия генераторов переменного и постоянного тока могут помочь учащимся лучше изучить эту тему и более эффективно запомнить ее.

Прежде чем перейти к различиям, важно подробно узнать о генераторах переменного тока и генераторах постоянного тока. Зная их детали, понять различия становится легко и просто.

Что такое генератор переменного тока?

Генератор переменного тока — это электрический генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию в виде альтернативной ЭДС или переменного тока. Генератор переменного тока работает по принципу «электромагнитной индукции».

Подробнее: Генератор переменного тока

Что такое генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока — это машина, преобразующая механическую энергию в электричество постоянного тока. В процессе преобразования энергии используется принцип энергетически индуцированной электродвижущей силы.

Подробнее: Генератор постоянного тока

В чем разница между генератором переменного и постоянного тока?

Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы постоянного тока

Сл. № Отличительное свойство Генератор переменного тока Генератор постоянного тока
 1

Определение

Генератор переменного тока представляет собой механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Генератор постоянного тока представляет собой механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока.

2

Направление тока

В генераторе переменного тока электрический ток периодически меняет направление. В генераторе постоянного тока электрический ток течет только в одном направлении.
3

Базовая конструкция

В генераторе переменного тока катушка, по которой течет ток, неподвижна, а магнит движется. Конструкция проста, а затраты меньше. В генераторе постоянного тока катушка, по которой течет ток, вращается в постоянном поле. Общая конструкция очень проста, но конструкция сложна из-за коллекторов и контактных колец.
4

Коллекторы

Генератор переменного тока не имеет коммутаторов. имеют коммутаторы, обеспечивающие протекание тока только в одном направлении.
5

Кольца

имеют контактные кольца. имеют коммутаторы.

6

Эффективность щеток

Так как токосъемные кольца имеют гладкую и непрерывную поверхность, они не изнашиваются быстро и обладают высокой эффективностью. Как щетки, так и коллекторы генератора постоянного тока быстро изнашиваются и поэтому менее эффективны.
7

Вероятность короткого замыкания

Поскольку щетки имеют высокий КПД, короткое замыкание маловероятно. Поскольку щетки и коллекторы быстро изнашиваются, высока вероятность искрения и короткого замыкания.

8

Вращающиеся части

Вращающаяся часть генератора переменного тока представляет собой ротор с малым током и высоким удельным сопротивлением. Вращающаяся часть генератора постоянного тока обычно тяжелая.
9

Индукционный ток

В генераторе переменного тока выходной ток может индуцироваться либо в статоре, либо в роторе. В генераторе постоянного тока выходной ток может индуцироваться только в роторе.
10

Выходное напряжение

производят высокое напряжение, амплитуда и время которого варьируются. Выходная частота варьируется (в основном от 50 Гц до 60 Гц). производят низкое напряжение по сравнению с генератором переменного тока, которое является постоянным по амплитуде и времени, т.е. выходная частота равна нулю.
11

Техническое обслуживание

требуют минимального обслуживания и очень надежны. требуют частого обслуживания и менее надежны.

12

Типы

Генераторы переменного тока могут быть различных типов, таких как трехфазные генераторы, однофазные генераторы, синхронный генератор, асинхронный генератор и т. д. Генераторы постоянного тока в основном бывают двух типов: генератор постоянного тока с независимым возбуждением и генератор постоянного тока с самовозбуждением. В зависимости от соединения возбуждения и якоря их можно разделить на последовательные, шунтирующие или составные генераторы постоянного тока соответственно.

13

Стоимость

Первоначальная стоимость генератора переменного тока высока. Первоначальная стоимость генератора постоянного тока меньше по сравнению с генераторами переменного тока.
14

Распределение и передача

Выход генераторов переменного тока легко распределяется с помощью трансформатора. Выход от генераторов постоянного тока трудно распределять, так как нельзя использовать трансформаторы.
15

Эффективность

очень эффективны, так как потери энергии меньше. менее эффективны из-за искрения и других потерь, таких как медь, вихревые токи, механические потери и потери на гистерезис.
16

Приложения

Используется для питания небольших двигателей и бытовых электроприборов (миксеры, пылесосы и т. д.) питают очень большие электродвигатели, подобные тем, которые необходимы для систем метро.

Это были основные отличия генераторов переменного и постоянного тока. В приведенном выше различии между генераторами постоянного и переменного тока также включены несколько концепций более высокого уровня, чтобы дать более глубокое представление о них. Это чрезвычайно важно для студентов, желающих заниматься инженерным делом (особенно электротехническим).

Помимо этих различий, учащиеся также могут ознакомиться с дополнительными статьями по теме, приведенными ниже. Дополнительные связанные статьи могут помочь лучше и эффективнее изучить похожие темы. Нажмите на ссылки, приведенные ниже, для получения дополнительных статей по теме.

Также проверьте:

Оставайтесь с нами на BYJU’S, чтобы прочитать больше статей о различиях и других важных темах физики.

Часто задаваемые вопросы

В чем сходство между генераторами переменного тока и генераторами постоянного тока?

Сходство между генераторами переменного тока и генераторами постоянного тока заключается в том, что оба работают на относительном движении катушки между катушкой провода и магнитным полем, которое используется для производства электроэнергии. В обоих генераторах вырабатывается переменный ток, но в генераторе постоянного тока коммутатор используется для преобразования постоянного тока в переменный.

Сколько типов генераторов переменного тока существует?

Существует два типа генераторов переменного тока:

  • Асинхронные генераторы
  • Генераторы синхронные

Что такое асинхронный генератор?

Асинхронный генератор также известен как асинхронный генератор, принцип работы которого аналогичен генератору переменного тока. Единственная разница между обычным генератором переменного тока и асинхронным генератором заключается в том, что асинхронный генератор представляет собой вращающееся устройство. Он известен как асинхронный, потому что скорость асинхронного генератора меньше, чем у синхронного генератора. Они находят применение в миксерах и кофемолках.

Как преобразовать генератор переменного тока в генератор постоянного тока?

Коллектор с разъемным кольцом используется для преобразования генератора переменного тока в генератор постоянного тока. Когда используется коммутатор с контактными кольцами, он заставляет ток изменять свое направление после каждого чередующегося полупериода. Он в основном меняет направление тока после каждого полуоборота, и это помогает поддерживать ток в положительном полупериоде.

В чем разница между генератором переменного и постоянного тока?

Электрическая машина — это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот. Генератор — это тип машины, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Однако генерируемая электрическая энергия может быть как в форме переменного, так и постоянного тока. Следовательно, основное различие между генератором переменного и постоянного тока заключается в том, что он генерирует электрическую энергию переменного и постоянного тока соответственно. Сходств немного, но различий между этими двумя генераторами довольно много.

  • Связанная запись: Разница между генератором переменного тока и генератором в сравнении

Прежде чем перейти к списку различий между ними, мы собираемся обсудить, как генератор генерирует электричество и как генерируется переменный и постоянный ток.

Содержание

Производство электроэнергии          

Электричество вырабатывается по закону электромагнитной индукции Фарадея. В нем говорится, что ток или ЭДС (электродвижущая сила) будет индуцироваться в проводнике, если он помещен в изменяющееся магнитное поле.

Генераторы переменного или постоянного тока используют один и тот же принцип для выработки электрического тока. Однако есть два способа варьировать магнитное поле, действующее на проводники. Либо вращайте магнитное поле вокруг неподвижного проводника, либо вращайте проводник внутри неподвижного магнитного поля. В обоих случаях силовые линии магнитного поля, действующие на проводник, изменяются, и это индуцирует электрический ток в проводнике.

Генератор переменного тока использует идею вращающегося магнитного поля вокруг стационарного магнитного поля, но мы не обсуждаем это в этой статье.

Генератор использует последний, где проводник вращает внутри стационарного магнитного поля. Проводник намотан на якорь прямоугольной формы, и, поскольку он вращается внутри генератора, он известен как ротор генератора . Магнитное поле, окружающее якорь, представляет собой либо постоянный магнит, либо электромагнитное поле, питаемое от отдельного источника постоянного тока, который остается неподвижным. Таким образом, он известен как Статор генератора.

Обычно ротор представляет собой подвижную или вращающуюся часть электрической машины, а статор — неподвижную часть.

Так как якорь вращается внутри стационарного магнитного поля, направление индуцируемого тока изменяется через половину оборота. Поэтому ток, генерируемый внутри якоря, всегда переменный.

Для подачи тока от вращающегося якоря к стационарной цепи мы используем специальный тип устройства, называемый контактное кольцо и разрезное кольцо коллектора . Это помогает в обеспечении питания переменного и постоянного тока в цепи. О передаче и распределении генерируемой электроэнергии вы можете прочитать в предыдущем посте.

  • Связанная запись: Разница между двигателями переменного и постоянного тока

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока — это генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Это тип генератора, предназначенного для выработки переменного тока частотой 50 или 60 Гц.

Ток, наведенный в якоре, подается в цепь с помощью контактных колец. Токосъемные кольца представляют собой два отдельных проводящих кольца, соединенных с каждым выводом якоря. Эти кольца подают ток в цепь через скользящий контакт, называемый щетками. Кольца всегда вращаются вместе с якорем, а щетки остаются неподвижными.

Поскольку токосъемные кольца представляют собой цельные кольца , они обеспечивают переменный ток, генерируемый внутри якоря. А поскольку щетки непрерывно скользят по нему, между ними не возникает проблем с коротким замыканием или искрением. Следовательно, срок службы щеток в генераторе переменного тока больше, чем у генератора постоянного тока.

Генератор переменного тока — это другой тип генератора, который вырабатывает только электрическую энергию переменного тока. Он имеет фиксированный якорь и вращающееся магнитное поле. Поскольку ток генерируется в стационарной части, подавать его в стационарную цепь проще и легче. Щетки в таких случаях не изнашиваются.

  • Запись по теме: Разница между приводами переменного и постоянного тока

Генератор постоянного тока

Это также тип генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока. Его еще называют динамо. Он генерирует пульсирующий постоянный ток, который не меняет своего направления.

Индуцированный ток внутри проводников вращающегося якоря носит переменный характер и преобразуется в постоянный ток с помощью коммутатора с разъемным кольцом. Коммутатор подает ток от вращающегося якоря к стационарной цепи, сохраняя направление подаваемого тока.

Разъемное кольцо представляет собой кольцеобразный проводник, разделенный пополам так, что между кольцами имеется два зазора. Каждая половина того же кольца соединена с отдельной клеммой проводника якоря и двумя стационарными щеточными ползунками поперек него. Щетки подают ток в цепь.

Поскольку ток, индуцируемый в якоре, переменный, каждая половина оборота изменяет направление тока в каждой половине кольца. Поэтому выходной ток, подаваемый через стационарные щетки, остается в одном направлении.

Коллектор с разъемным кольцом имеет зазор между кольцами, из-за которого щетки касаются обеих половин одновременно, что вызывает короткое замыкание и искрение между ними. Это быстро изнашивает щетки и снижает производительность генератора.

  • Сообщение по теме: Разница между трансформатором и асинхронным двигателем

Основные различия между генератором переменного и постоянного тока

Генератор переменного тока Генератор постоянного тока
Это механическое устройство, которое преобразует механической энергии в электрической энергии переменного тока. Это механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в Электроэнергия постоянного тока.
Его также называют генератором переменного тока или генератором переменного тока в зависимости от их конструкции. Его также называют Динамо.
Ток индуцируется либо в роторе (генератора переменного тока), либо в статоре (генератора переменного тока) в зависимости от его конструкции. В роторе индуцируется ток .
Генерирует переменный ток , который периодически меняет направление. Он генерирует постоянный ток , который остается только в одном направлении.
нет коммутаторов в генераторе переменного тока. Имеет коммутаторов для подачи однонаправленного тока.
В нем используется токосъемное кольцо для плавной передачи индуцированного тока в цепь. Используются разрезные кольца для передачи индуцированного тока в цепь, а также для преобразования индукционного переменного тока в пульсирующий постоянный ток.
Амплитуда сгенерированного выходного напряжения относительно на выше. Амплитуда напряжения на выходе относительно ниже .
В контактных кольцах генератора переменного тока имеются малых потерь энергии . повышенные потери энергии в разрезных кольцах генераторов постоянного тока из-за искр.
Нет ограничений напряжения генерируемого генератором переменного тока. Коллектор может быть поврежден при повышении напряжения из-за искрения между ними. Таким образом, генераторы постоянного тока имеют предел напряжения .
Плавная работа контактного кольца увеличивает срок службы щеток . Разрезное кольцо изнашивает щетки из-за искрения между ними. требует периодической замены.
Нет нет проблемы короткого замыкания между кольцами. Щетки, скользящие по разрезному кольцу, могут вызвать короткое замыкание между ними.
Не требует частого обслуживания и более надежен. Они не очень надежны и требуют частого обслуживания .
Он имеет относительно более высокий КПД благодаря плавной работе контактного кольца, чем генератор постоянного тока. Имеет относительно меньшую эффективность из-за неэффективной работы разрезного кольца.
Простой дизайн. Имеет сложный дизайн .
В долгосрочной перспективе общая стоимость будет низкой. Хотя первоначальная стоимость выше, чем у генератора постоянного тока. Общая стоимость дороже из-за дорогого обслуживания, но первоначальная стоимость ниже, чем у генератора переменного тока.
Частота генерируемого выхода зависит от скорости вращения якоря. Есть нет частоты значит скорость вращения не влияет.
Генерируемый выходной сигнал переменного тока может быть легко преобразован в низкое и высокое напряжение для передачи на большие расстояния . Сгенерированный выход постоянного тока неэффективен для передачи потому что требуется дорогостоящий преобразователь с множественными потерями.