Бесщёточный синхронный генератор. Что такое генератор синхронный

Типы генераторов: синхронный, асинхронный, инверторный

На современном рынке представлено несколько типов электрогенераторов: синхронные, асинхронные, инверторные. Несмотря на одно назначение, они обладают существенными отличиями, что оказывает непосредственное влияние на выработку энергии. Давайте разберемся в особенностях каждого типа генераторов.

В магазине нужно уточнять, к какому типу относится генератор: синхронному или асинхронному.

Самое важное о синхронных генераторах

Электрогенератор синхронного типа представляет собой агрегат, работающий в режиме выработки электроэнергии. Его особенностью является равная частота вращения магнитного поля стартера по отношению к частоте вращения ротора. Магнитные полюса вместе с ротором генерируют вращающееся магнитное поле, которое после перехода через обмотку стартера образует в ней электродвижущую силу. В генераторе данного типа ротор является электромагнитом или постоянным магнитом.

Такая конструктивная особенность дает синхронному генератору такие преимущества, как:

• практически полная невосприимчивость к кратковременным или пусковым перегрузкам;
• образуется ток более высокого качества со стабильным напряжением;
• генерируемое напряжение обладает правильной синусоидой.

Основным недостатком синхронных генераторов является их восприимчивость к влаге и пыли.

Генераторы синхронного типа рекомендуется использовать, если необходимо запитать приборы, обладающие высоким стартовым током, например, насосы, циркулярные пилы. Электростанции такого класса также желательно использовать для подключения бытовых приборов.

Основное про асинхронные генераторы

Мобильная электростанция асинхронного типа является двигателем, который для работы использует режим торможения. Это означает, что ротор и магнитное поле стартера оборачиваются в одном направлении, но с некоторой долей опережения. Вращающееся магнитное поле невозможно перенастроить, из-за чего выходная частота и напряжение всегда зависят от частоты вращения ротора.

Преимуществами генераторов асинхронного класса являются:

• высокая устойчивость к коротким замыканиям;
• наличие автоматической регулировки сглаживает скачки напряжения;
• клирфактор находится на уровне 2 %, благодаря чему энергия генерируется без выделения вредных составляющих;
• при выработке энергии выделяется небольшое количество тепла.

Главным негативным нюансом асинхронных электростанций является то, что они плохо переносят пусковые токи.

Выбирать дизельную электростанцию асинхронного типа рекомендуется для подключения электросварок, так как это гарантирует более ровный шов. Они устойчивы к влаге и пыли и поэтому могут бесперебойно работать на различных предприятиях, стройплощадках, улице. К асинхронным электростанциям следует подключать приборы, для которых напряжение и частота тока не играют важную роль.

В магазинах продаются как синхронные, так и асинхронные генераторы

В чем особенности инверторного генератора?

Генератор инверторного типа – это механизм, в котором ток вырабатывается с помощью двигателя внутреннего сгорания, а далее он направляется в силовую электронику, где он трансформируется в постоянный и заряжает встроенный аккумулятор. После этого постоянный ток нужно снова трансформировать в переменный. Для этого в цепочке после аккумулятора имеется инвертор, который и генерирует на выходе 220 В при частоте в 50 Гц.

Преимущества такой конструкции заключаются в более экономном расходе топлива, ведь генератор может не поддерживать одинаковую скорость вращения вала. К тому же скорость оборотов может быть низкой, но этого будет хватать для полной зарядки аккумулятора. А чем ниже скорость вращения, тем меньше генератор потребляет топлива. Инверторная система позволяет получать стабильный уровень электроэнергии, и поэтому дополнительные меры защиты техники не понадобятся.

Инверторные генераторы считаются самыми экономичными, так как способны подстраиваться под фактическую нагрузку. Если она небольшая, то генератор самостоятельно переходит на экономную работу двигателя.

Среди недостатков инверторного генератора стоит отметить аккумулятор. Если он сломается, отремонтировать генератор уже не получится, и придется заменить его на новый. Также следует отметить и высокую стоимость генератора инверторного типа. За него придется заплатить в два раза больше, чем за синхронный или асинхронный тип.

Генератор инверторного типа необходим для подключения высокочувствительной техники: компьютеров, микроволновок, котельного оборудования, современной аудио- и видеотехники.

В итоге получается, что для подключения большей части бытовых приборов стоит использовать синхронные генераторы, для подключения оборудования рекомендуется покупать асинхронные модели, а для чувствительных приборов придется купить инверторную электростанцию.

fb.ru

СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Синхронный генератор — это машина, преобразующая механическую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока, где частота генерируемого тока пропорциональна скорости вращения ротора машины.

Синхронные генераторы делятся на генераторы повышенной и высокой частоты, гидротурбинные, паротурбинные генераторы.

1.    Генератор высокой частоты способен преобразовывать механическую энергию вращения в энергию переменного электрического тока высокой частоты. Его действие основано на изменении магнитного потока, которое достигается вращением ротора относительно неподвижного статора. Генератор высокой частоты применяется для питания антенн длинноволновых радиотелеграфных станций на расстоянии до 3000 м. Попытки применять их для более коротких волн развития не получилось, так как требовалось увеличение частоты.

Высокую частоту в данных генераторах удается получить за счет увеличения числа полюсов и скорости вращения ротора. По способу действия генераторы высокой частоты делятся на индуктирующие ток в самой машине; генераторы, частота тока которых повышается с помощью статических умножителей; генераторы, частота машины которых увеличивается путем использования переменного тока, наведенного обратным полем статора в обмотке ротора; генераторы, в которых создание переменного тока происходит благодаря изменению индуктивности или емкости самой машины.

2.    Гидротурбинный генератор — это генератор переменного или постоянного тока, который приводится в движение гидравлической турбиной. Гидротурбинный генератор — это синхронный генератор, ротор которого располагается на одном валу вместе с колесом турбины. Мощность такого генератора достигает 100 ООО кВт при скорости вращения до 1500 об/мин и напряжении до 16 ООО В. Синхронные гидротурбинные генераторы по своим размерам и весу больше всех других электрических машин. Только диаметр ротора достигает 15 м. Большое влияние на мощность турбины оказывает скорость ее вращения, маховый момент ротора и длина линии электропередачи. Чаще всего у синхронного гидротурбинного генератора вертикальная ось вращения, когда в подвесном подпятнике происходит осевое давление воды на рабочее колесо турбины. При этом подпятник располагается выше ротора генератора. В зонтичном синхронном генераторе подпятник располагается под ротором генератора и один из трех направляющих подшипников находится в турбине.

Обмотка переменного тока располагается на статоре, который охватывает закрепленный на валу явно полюсный ротор. Напор циркулирующего воздуха создается вентиляторами, расположенными на роторе, и самими полюсами ротора. Воздух передает свое тепло протекающей по трубкам воздухоохладителя воде. Для предотвращения поломки подпятника применяются воздушные или масляные колодочные тормоза, которые способны уменьшить время остановки до нескольких минут.

3.    Паротурбинный генератор — это синхронный генератор переменного или постоянного тока, приводимый в движение паровой турбиной. Данные генераторы чаще всего бывают четырехполюсные и двухполюсные со скоростью вращения от 1500 до 3000 об/мин. Ротор синхронного паротурбинного генератора представляет собой массивный стальной цилиндр с прямоугольными пазами, в которых находится обмотка возбуждения. Центробежная сила обмотки воспринимается клиньями и большими бандажами кованой стали, охватывающими торцовые части обмотки. Корпус статора стальной неразъемный. В отличие от гидротурбинного синхронный паротурбинный генератор имеет диаметр до 1 м, но длину ротора до 6,5 м. Для работы паротурбинных генераторов малых мощностей применяется протяжная система вентиляции, где необходимый напор воздуха создается центробежными роторными вентиляторами.

При замкнутой системе вентиляции воздухоохладители располагаются под самим генератором. Возбудитель паротурбинного генератора соединяется с ротором посредством гибкой муфты и способен питать обмотку возбуждения через контактные кольца.

Данный генератор состоит из неподвижного якоря-статора и вращающегося индуктора-ротора. На внутренней поверхности статора в его пазах располагается обмотка переменного тока. Статор генератора выполнен из тонкой электротехнической стали, которая изолирована лаковой пленкой или бумагой. Все эти стальные листы укрепляются в станине машины. Ротор находится внутри статора и представляет собой стальной цилиндр, в пазах которого размещается обмотка возбуждения постоянного тока.

В тихоходных машинах ротор имеет форму колеса или звезды. В синхронных генераторах малой мощности иногда применяют конструкции с расположенной обмоткой переменного тока на роторе и обмоткой возбуждения на статоре. Синхронный генератор переменного тока используется обычно в качестве источника переменного тока постоянной частоты, что возможно при неизменной скорости вращения ротора. При симметричной трехфазной нагрузке синхронного генератора переменного тока по обмоткам статора протекает ток также трехфазно и симметрично. Данный ток способен создавать свое магнитное поле, ось которого вращается со скоростью, равной скорости вращения ротора. Поэтому данный генератор и получил название «синхронный генератор», так как подчеркивает синхронность вращения ротора и магнитного поля статора. Характер взаимодействия вращающегося магнитного поля статора с полем электромагнитов ротора зависит от сдвига фаз между токами нагрузки и ЭДС генератора. При этом механическая мощность преобразуется в электрическую.

В современных электрических установках синхронные генераторы зачастую работают параллельно на общую нагрузку, что возможно при строго синхронной скорости вращения генераторов. Это вполне осуществимо благодаря свойству синхронной машины автоматически поддерживать синхронизм. При параллельной работе синхронных генераторов при изменении режима одного из них начинается ответная реакция стремящегося восстановить нарушенный режим уравнительного тока. При уменьшении или увеличении тока возбуждения ток статора из-за возникновения реактивной составляющей возрастает. При нарушении синхронизма торможение одной машины и ускорение другой уменьшается. Возвращение ротора к синхронному вращению сопровождается затухающими колебаниями его угловой скорости вращения около ее значения. Иногда эти колебания нарушают спокойную работу машины, что называется качание. При правильном выборе махового момента генератора качание можно устранить с помощью медных стержней в полюсных наконечниках ротора. Опасные процессы могут возникнуть и при коротком замыкании, когда ток в обмотке статора возрастает в 15 раз, это приводит к возникновению индуктированного тока в обмотке возбуждения или может привести к механическим повреждениям синхронного генератора. Синхронные генераторы переменного тока находят применение в современных электрических установках.

enciklopediya-tehniki.ru

Синхронный генератор - это... Что такое Синхронный генератор?

 Синхронный генератор         Синхронная машина, работающая в генераторном режиме. С. г. используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д. Применение С. г. началось в 70-х гг. 19 в. в связи с изобретением свечи П. Н. Яблочкова. Наибольшее распространение имеют С. г. для получения тока промышленной частоты, роторы которых приводятся во вращение паровыми (см. Турбогенератор) или водяными (см. Гидрогенератор) турбинами. С. г. строят также с приводом от газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, ветро- или электродвигателей. Обмотки ротора С. г. питаются постоянным током от отдельного генератора (см. Возбудитель электрических машин), размещаемого обычно на общем валу с С. г. и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную эдс, частота которой f = р. п, где р и n — соответственно число пар полюсов и частота вращения ротора. Быстроходные С. г. (турбогенераторы) имеют малое число пар полюсов (р = 1, 2), а в тихоходных (гидрогенераторах) р достигает нескольких десятков. Величина эдс регулируется изменением тока в обмотке ротора.          В С. г. малой мощности иногда применяют конструкции, в которых обмотка переменного тока расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Особый класс С. г. составляют С. г. с увеличенным числом пар полюсов — для получения тока повышенной частоты (см. Генератор повышенной частоты).

        

         М. Д. Находкин.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Синхронные наблюдения искусственных спутников Земли
• Синхронный телеграфный аппарат

Смотреть что такое "Синхронный генератор" в других словарях:

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — генератор переменного тока (см. Генератор электрический), число оборотов к рого в единицу времени (напр. в 1 мин.) строго связано с частотой вырабатываемого тока и числом полюсов и не изменяется при изменении нагрузки. Неизменное число оборотов С …   Технический железнодорожный словарь

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор) …   Большой Энциклопедический словарь

• синхронный генератор — Тематики электроснабжение в целомэлектротехника, основные понятия EN synchronous alternator …   Справочник технического переводчика

• синхронный генератор — синхронная электрическая машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор). * * *… …   Энциклопедический словарь

• синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m …   Automatikos terminų žodynas

• синхронный генератор — sinchroninis elektros generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Sinchroninė elektros mašina, veikianti generatoriaus režimu. atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m …   Fizikos terminų žodynas

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме. Используемые в энергетике С. г. разделяют на турбогенераторы, приводимые во вращение паровыми или газовыми турбинами, л гидрогенераторы, вращаемые гидротурбинами. Различают 1 и 3… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• Синхронный генератор — …   Википедия

• синхронный генератор с индукционным возбуждением — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN induction excited alternatorself excited alternator …   Справочник технического переводчика

dic.academic.ru

Бесщёточный синхронный генератор - это... Что такое Бесщёточный синхронный генератор?

Бесщёточный синхронный генератор — синхронная машина, работающая только в генераторном режиме, ротор которой не имеет коллекторно-щёточного узла, а ток в обмотке возбуждения (в роторе) индуцируется за счёт переменного магнитного поля, создаваемого основной и/или дополнительной обмоткой статора.

Существует несколько практических реализаций бесщёточного синхронного генератора, отличающихся способом индуцирования тока в обмотке возбуждения и регулированием напряжения на выходных зажимах.

Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью

Наиболее простым по технической реализации является бесщёточный генератор с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью, подключенной к дополнительной обмотке. Такой генератор представляет собой явнополюсную синхронную машину с обмоткой возбуждения в роторе.

Обмотка возбуждения разбита на две секции, концы каждой из которых замкнуты через диод. Таким образом, индуцированный ток в обмотке возбуждения может протекать только в одном направлении, создавая постоянное магнитное поле.

Статор имеет две обмотки: основную и дополнительную. К основной обмотке подключается нагрузка. К дополнительной обмотке подключается компенсирующий конденсатор. Основная обмотка занимает 2/3 пазов статора, а дополнительная 1/3 пазов.

Работает генератор следующим образом. При начале вращения ротора тока в обмотках нет. Однако магнитопроводы статора и ротора имеют остаточную намагниченность. За счёт последней в обмотках начинает индуцироваться ток. Так как за счёт диодов ток в обмотке ротора может протекать только в одном направлении, магнитопровод ротора начинает намагничиваться. При этом вращающееся магнитное поле, создаваемое ротором, индуцирует в обмотках статора электродвижущую силу. Поскольку дополнительная обмотка статора нагружена на конденсатор, через неё начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создаёт переменное, но не вращающееся магнитное поле статора, которое индуцирует электродвижущую силу в обмотке ротора. Под действием этой электродвижущей силы в обмотке ротора возникает ток, который выпрямляется диодами и ещё сильнее намагничивает ротор. Это в свою очередь вызывает увеличение электродвижущей силы и тока в обмотках статора, что в свою очередь ещё сильнее намагничивает ротор. Процесс возбуждения развивается лавинообразно до входа магнитопроводов статора и ротора в режим насыщения. В основной обмотке статора возникает электродвижущая сила номинальной величины. Генератор готов к подключению нагрузки.

При подключении нагрузки к основной обмотке в ней появляется ток, который создает свое магнитное поле. Если бы возбуждение генератора осталось на прежнем уровне, то напряжение на его выходных зажимах снизилось бы по двум причинам: падение напряжения на внутреннем сопротивлении и смещение магнитного поля относительно оси обмотки статора. Однако обмотки статора расположены таким образом, что их магнитные оси повернуты на 90 градусов. За счёт этого происходит поворот магнитного поля ротора в направлении основной обмотки, что увеличивает ЭДС индукции в ней. Чем больше ток основной обмотки — тем больше поворот магнитного поля ротора. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения генератора. Такой способ регулирования называется компаундным.

Генератор с компаундным возбуждением прост по конструкции, обладает малым весом и стоимостью, что обусловило его широкое применение в переносных бензиноэлектрических агрегатах («бензиновые электростанции»). В то же время этому типу генераторов присущ ряд недостатков, а именно:

• генератор может быть только однофазным;
• в случае подключения к генератору нагрузки с нелинейным характером сопротивления (например, нагреватель, включенный через диод) процесс компаундирования нарушается — напряжение на выходе генератора может оказаться сильно завышенным.
• коэффициент полезного действия генератора относительно невысок, так как существенная часть энергии переменного магнитного поля теряется на перемагничивание магнитопроводов, работающих в режиме близком к насыщению.

Генераторы с независимым возбуждением

Недостатки генераторов с компаундным возбуждением и емкостной компенсацией устраняются в бесщёточных генераторах с независимым возбуждением. В этом случае передача электрической энергии к обмотке возбуждения (в виде переменного тока) происходит через вращающийся трансформатор, а выпрямление переменного тока для питания обмотки возбуждения происходит в самом роторе за счёт выпрямителя. Такие генераторы сложнее по конструкции (необходим вращающийся трансформатор). Регулирование напряжение может осуществляться как за счёт компаундирования, так и с применением электронного регулятора.

dic.academic.ru

Бесщеточный синхронный генератор - это... Что такое Бесщеточный синхронный генератор?

Бесщеточный синхронный генератор — синхронная машина, работающая только в генераторном режиме, ротор которой не имеет коллекторно-щеточного узла, а ток в обмотке возбуждения (в роторе) индуцируется за счет переменного магнитного поля, создаваемого основной и/или дополнительной обмоткой статора.

Существует несколько практических реализаций бесщеточного синхронного генератора, отличающихся способом индуцирования тока в обмотке возбуждения и регулированием напряжения на выходных зажимах.

Генераторы с компаундным возбуждением к компенсирующей емкостью

Наиболее простым по технической реализации является бесщеточный генератор с компаундным возбуждением и компенсирующей емкостью, подключенной к дополнительной обмотке. Такой генератор представляет собой явнополюсную синхронную машину с обмоткой возбуждения в роторе.

Обмотка возбуждения разбита на две секции, концы каждой из которых замкнуты через диод. Таким образом, индуцированный ток в обмотке возбуждения может протекать только в одном направлении, создавая постоянное магнитное поле.

Статор имеет две обмотки: основную и дополнительную. К основной обмотке подключается нагрузка. К дополнительной обмотке подключается компенсирующий конденсатор. Основная обмотка занимает 2/3 пазов статора, а дополнительная 1/3 пазов.

Работает генератор следующим образом. При начале вращения ротора тока в обмотках нет. Однако магнитопроводы статора и ротора имеют остаточную намагниченность. За счет последней в обмотках начинает индуцироваться ток. Так как за счет диодов ток в обмотке ротора может протекать только в одном направлении, магнитопровод ротора начинает намагничиваться. При этом вращающееся магнитное поле создаваемое ротором индуцирует в обмотках статора электродвижущую силу. Поскольку дополнительная обмотка статора нагружена на конденсатор, через нее начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создает переменное, но не вращающееся магнитное поле статора, которое индуцирует электродвижущую силу в обмотке ротора. Под действием этой электродвижущей силы в обмотке ротора возникает ток, который выпрямляется диодами и еще сильнее намагничивает ротор. Это в свою очередь вызывает увеличение электродвижущей силы и тока в обмотках статора, что в свою очередь еще сильнее намагничивает ротор. Процесс возбуждения развивается лавинообразно до входа магнитопроводов статора и ротора в режим насыщения. В основной обмотке статора возникает электродвижущая сила номинальной величины. Генератор готов к подключению нагрузки.

При подключении нагрузки к основной обмотке в ней появляется ток, который создает свое магнитное поле. Если бы возбуждение генератора осталось на прежднем уровне, то напряжение на его выходных зажимах снизилось бы по двум причинам: падения напряжения на внутреннем сопротивлении и смещения магнитного поля относительно оси обмотки статора. Однако обмотки статора расположены таким образом, что их магнитные оси повернуты на 90 градусов. За счет этого происходит поворот магнитного поля ротора в направлении основной обмотки, что увеличивает ЭДС индукции в ней. Чем больше ток основной обмотки — тем больше поворот магнитного поля ротора. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения генератора. Такой способ регулирования называется компаундным.

Генератор с компаундным возбуждением прост по конструкции, обладает малым весом и стоимостью, что обусловило его широкое применение в переносных бензиноэлектрических агрегатах («бензиновые электростанции»). В тоже время этому типу генераторов присущ ряд недостатков, а именно:

• генератор может быть только однофазным;
• в случае подключения к генератору нагрузки с нелинейным характером сопротивления (например, нагреватель, включенный через диод) процесс компаундирования нарушается - напряжение на выходе генератора может оказаться сильно завышенным.
• к.п.д. генератора относительно невысок, так как существенная часть энергии переменного магнитного поля теряется на перемагничивание магнитопроводов, работающих в режиме близком к насыщению.

Генераторы с независимым возбуждением

Недостатки генераторов с компаундным возбуждением и емкостной компенсацией устраняются в бесщёточных генераторах с независимым возбуждением. В этом случае в передача электрической энергии обмотке возбуждения (в виде переменного тока) происходит через вращающийся трансформатор, а выпрямление переменного тока для питания обмотки возбуждения происходит в самом роторе за счет выпрямителя. Такие генераторы сложнее по конструкции (необходим вращающийся трансформатор). Регулирование напряжение может осуществляться как за счет компаундирования, так и с применением электронного регулятора.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

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

•  Iг – ток нагрузки.

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

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

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.

Оцените статью:

elquanta.ru

Синхронный генератор - это... Что такое Синхронный генератор?

 Синхронный генератор

Wikimedia Foundation. 2010.

• Синхронные прерывания
• Синхронный двигатель

Смотреть что такое "Синхронный генератор" в других словарях:

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — генератор переменного тока (см. Генератор электрический), число оборотов к рого в единицу времени (напр. в 1 мин.) строго связано с частотой вырабатываемого тока и числом полюсов и не изменяется при изменении нагрузки. Неизменное число оборотов С …   Технический железнодорожный словарь

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор) …   Большой Энциклопедический словарь

• синхронный генератор — Тематики электроснабжение в целомэлектротехника, основные понятия EN synchronous alternator …   Справочник технического переводчика

• синхронный генератор — синхронная электрическая машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор). * * *… …   Энциклопедический словарь

• синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m …   Automatikos terminų žodynas

• синхронный генератор — sinchroninis elektros generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Sinchroninė elektros mašina, veikianti generatoriaus režimu. atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m …   Fizikos terminų žodynas

• Синхронный генератор —         Синхронная машина, работающая в генераторном режиме. С. г. используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д. Применение С. г.… …   Большая советская энциклопедия

• СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме. Используемые в энергетике С. г. разделяют на турбогенераторы, приводимые во вращение паровыми или газовыми турбинами, л гидрогенераторы, вращаемые гидротурбинами. Различают 1 и 3… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• синхронный генератор с индукционным возбуждением — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN induction excited alternatorself excited alternator …   Справочник технического переводчика

dic.academic.ru

---

• 
  Нарушены требования птэ
• 
  Нужно ли менять счетчик на воду если срок эксплуатации истек
• 
  Двигатель bldc
• 
  Асинхронный двигатель 2 х скоростной
• 
  Новые правила подключения газа к частному дому в 2018 году
• 
  Схема подключения люминесцентная лампа
• 
  Как проверить напряжение в розетке мультиметром
• 
  Кпд тэс
• 
  Почему в люстре часто перегорают лампочки
• 
  Руководство оао мосэнергосбыт
• 
  Определение газ природный