Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Генераторы были придуманы для того, чтобы обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии за счет сжигания других видов топлива, в случае потери первой. Потеря электроэнергии в современном мире не редкость - ремонты старых электростанций, тяжелые погодные условия и другие форс-мажорные обстоятельства. Для дачных поселков, к которым еще не подведена электромагистраль, такое оборудование является единственным выходом из трудной ситуации.

Электрогенераторы делятся по видам потребляемого топлива, размером, количеством фаз, мощностью. Именно мощность относит автономную электростанцию в группу профессиональных или бытовых условий. Профессиональные станции выработки электроэнергии выделяются огромной мощностью для обслуживания электрического оборудования и возможностью долгой и интенсивной эксплуатации. Такие типы электростанций стоят очень дорого и в обслуживании недешево обходятся. Потому, если это аварийный вид потребления энергии, допустим, для производства, то в экстренных случаях аренда генератора - это лучший выход. Это услуга сэкономит финансы в плане покупки, а также ремонта.

Бытовые электростанции проще в эксплуатации, портативны, относительно недорогие. При выборе этого оборудования надо обращать внимание на мощность прибора. Но предварительно нужно просчитывать количество потребляемой электроэнергии. Не забывать учитывать коэффициент пускового тока, на который умножается суммарное количество киловатт со всего оборудования, подключаемого к генератору. Коэффициент зависит от типа прибора: для лампочки, допустим, он равен единице, а для холодильника или кондиционера - 3,5. Но в каждом отдельном случае нужно считать потребление согласно техническим характеристикам бытовой техники. Генераторы по типам потребляемого топлива делятся на виды:

• дизельные;
• бензиновые;
• газотурбинные;
• инверторные.

Самыми распространенными видами портативных электростанций, благодаря доступности сырья для работы, являются первые три в списке.

Дизельный генератор

Данный образец оборудования является электростанцией с дизельным двигателем. Используется как для основного, так и для аварийного источника питания. Стоимость самого прибора относительно других видов выше, но учитывая экономность в потреблении сырья и высокую длительность срока эксплуатации можно сказать, что это несущественный недостаток. Ремонт, в сравнении с бензиновым, обойдется дороже за счет запчастей, но экономия на высокой теплотворной способности, сведет к минимуму сомнения о покупке.

Бензиновые генераторы

Первое преимущество станции с бензиновым двигателем - это компактность и портативность. Стоимость этого типа оборудования относительно низкая. Следующим плюсом есть низкая шумопроизводительность. За счет высокооктанового бензина двигатель внутреннего сгорания обеспечивает тихую работу электрогенератора. Решающей привилегией над дизельной станцией является экологичность. Чтобы двигатель бензиновой установки работал дольше надо вовремя производить ремонт в специальных центрах обслуживания и менять быстроизнашивающиеся материалы.

Газотурбинные генераторы

Эта газотурбинная установка нужна для получения газа на продолжения рабочей деятельности бытовых котлов, промышленных котельных, другого нагревательного и сушильного оборудования, а также газовых турбин. Газогенератор благодаря термохимии и кислороду превращает твердые виды топлива в горючий газ. Это альтернатива жидкому топливу и природному газу.

Инверторные генераторы

Появление инверторного генератора помогло сделать следующий шаг в будущий прогресс цивилизованного населения. Звукопоглощающая система, высокая экологичность, защита от перегрузки и сниженное потребления топлива - это только основные преимущества нового поколения очень компактного и удобного цифрового генератора энергии.

Электрогенераторы - это электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию.

Действие электрических генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле, наводится электродвижущая сила - ЭДС .

Электрические генераторы постоянного тока

Долгое время электрические генераторы постоянного тока были единственными типом источника электроэнергии.

В обмотке якоря генератора постоянного тока индуктируется переменный ток, который преобразуется в постоянный ток электромеханическим выпрямителем - коллектором. Однако процесс выпрямления тока коллектором связан с повышенным износом коллектора и щеток, особенно при большой частоте вращения якоря генератора .

1– коллектор; 2 – щетки; 3 – магнитные полюса; 4 – витки; 5 – вал; 6 – якорь

Генераторы постоянного тока различают по характеру их возбуждения - независимого возбуждения и самовозбуждением. В генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения, располагаемая на главных полюсах, подключается к независимому источнику питания. Генераторы с магнитоэлектрическим возбуждением возбуждаются постоянными магнитами, из которых изготовляются полюсы машины. Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства предпочтительным является постоянный ток - на предприятиях металлургической и электролизной промышленности, на транспорте, судах и др. Генераторы постоянного тока используются на электростанциях в качестве возбудителей синхронных генераторов и .

Мощность генераторов постоянного тока может достигать десятка мегаватт.

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется несколько типов индукционных генераторов .

Они состоят из электромагнита или постоянного магнита, создающие магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС. Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока через каждый виток. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором.

Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными.

Подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.

В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Обмотки возбуждения синхронных генераторов бывают двух типов: с явнополюсными и неявнополюсными роторами. В генераторах с явнополюсными роторами полюса, несущие обмотки возбуждения, выступают из индуктора. Генераторы такого типа рассчитаны на сравнительно низкие частоты вращения, для работы с приводом от поршневых паровых машин, дизельных двигателей, гидротурбин. Паровые и газовые турбины используются для привода синхронных генераторов с неявнополюсными роторами. Ротор такого генератора представляет собой стальную поковку с фрезерованными продольными пазами для витков обмотки возбуждения, которые обычно выполняются в виде медных пластин. Витки закрепляются в пазах, а поверхность ротора шлифуется и полируется для снижения уровня шума и потерь мощности, связанных с сопротивлением воздуха.

Обмотки генераторов по большей части делают трехфазными - на выходных зажимах генератора вырабатываются три синусоидальных напряжения переменного тока, поочередно достигающих своего максимального амплитудного значения. В механике редко встречается подобное сочетание движущихся частей, которые могли бы порождать энергию столь же непрерывно и экономично.

Мощные синхронные генераторы охлаждаются водородом . Современный генератор электрического тока - это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра.

В данной статье речь идет о видах и типах генераторов, их классификациях и двух специальных случаях. Данная статья будет полезна тем, кто выбирает себе технику под свои задачи: обладая сведениями о том, что делали другие люди в аналогичных ситуациях, можно ограничнить свой поиск правильным направлением, отметая все тупиковые варианты. Вторая стороная этой медали - значительная экономия средств.

Генератор – это устройство, переводящее механическую энергию вращения ротора в электрическую. Пожалуй, из всего многообразия бензоинструмента это самое универсальное изделие, ограничить сферу применения которого сложно – везде, где применяются электроприборы может быть использован (или востребован в чрезвычайных ситуациях) генератор.

Основное достоинство, предопределившее применение генераторов - это их полная автономность от основных энергетических и генерирующих сетей: электрических, тепловых, газовых, паровых и прочее. По своей мобильности генераторы можно разделить на два вида:

Стационарные, выполненные в виде генераторных станций. Применяются там, где по экономическим соображениям выгоднее генерировать электроэнергию непосредственно у потребителя или перебои в энергоснабжении недопустимы.

Мобильные, выполненные в виде отдельных конструктивно законченных изделий. Такие генераторы легко перевозятся в те места, где требуется быстро организовать надежную генерацию электрического тока для ограниченного числа потребителей. Мобильность генератора определяется его размерами и массой: от генераторов, которые может легко транспортировать один человек, до генераторов, установленных на автомобильные колесные пары.

По продолжительности и режиму работы генераторы разделяются на

Основные, то есть являются постоянным источником электроэнергии. В их роли выступают в основном мощные генераторы с дизельными двигателями. Работают практически без перерывов круглосуточно.

Резервные или аварийные, применяют в основном тогда, когда прекращается энергоснабжение от основных источников электричества. Такие генераторы могут включаться автоматически при отключении тока основного источника, либо же включаться в ручную. В таком качестве выступают в основном генераторы с бензиновым двигателем. Работают ограниченное время, обычно около 3,5 часов.

По сфере своего применения генераторы можно разделить на

Бытовые: основная задача – обеспечение электроэнергией потребителей в пределах частного владения

Профессиональные: мобильные энергетические установки для обеспечения работы профессионального электрического инструмента

Промышленные: независимая генерация электроэнергии для промышленного потребления – заводы, жилые районы, больницы, стройки, животноводческие комплексы, морские и воздушные суда и т.д.

Следует уделить немного внимания такому виду профессиональных генераторов как генераторы со встроенным сварочным аппаратом. Особенность данного вида генератора состоит в их способности выдавать большие тока в момент образования и существования электрической дуги. Если для этих целей использовать обычный генератор и сварочный аппарат, то сварка будет производиться более тонким электродом (в большинстве случаев до 3-4мм), а альтернатор генератора будет постоянно испытывать перегрузки и рано или поздно выйдет из строя. За счет интеграции сварочного аппарата и специально созданного для условий сварки альтернатора в итоге получается надежный автономный генератор - сварочный аппарат. Сварочные генераторы могут иметь сварочную часть по переменному и постоянному току.

По фазе создаваемого тока генераторы разделяют на однофазные и трехфазные. Сфера применения однофазных генераторов - питание бытовых приборов, однофазных электроинструментов, освещение и т.д. То есть всех однофазных потребителей тока. Трехфазные генераторы предназначены в первую очередь для питания силового трехфазного оборудования. Допускается делать разводку трехфазного тока, создаваемого трехфазным генератором, по однофазным потребителям. При этом важно помнить, что если разница в нагрузках на каждую фазу будет большой, то альтернатор генератора быстро выйдет из строя. Поэтому важно доверить работы по проектированию и расчету электроснабжения потребителей профессионалам. Запомните, если к трехфазному генератору подключена трехфазная нагрузка (потребитель), то пользоваться однофазными розетками, установленными на генераторе нельзя.

Среди всего многообразия однофазных потребителей есть такие, которые предъявляют особо строгие требования к качеству электрического тока. Это всевозможные приборы, которые в своей конструкции используют цифровую элементную базу. Под качеством тока понимается его соответствие требованию действующим ГОСТам, то есть 220В 1А 50Гц и отсутствие посторонних токов. Любое отклонение от этих показателей приводит к отказам в работе и выходу из строя цифровых приборов (почему это происходит можно прочитать в статье). Однофазные генераторы помимо тока требуемого номинала генерируют целый спектр токов. Особо опасными среди них являются высокочастотные токи, так как они оказывают губительное действие на электронные компоненты и от них достаточно тяжело избавиться. «Хорошие» генераторы генерируют более узкий спектр побочных токов, «плохие» генераторы более широкий. С целью максимальной минимизации присутствия посторонних токов в спектре вырабатываемого генератором электрического тока были разработаны специальные однофазные генераторы – инверторные генераторы. В этих генераторах дополнительно установлены блоки, которые сначала выпрямляют выработанный альтернатором переменный ток, удаляют скачки и провалы напряжения, а затем из постоянного тока снова делают переменный. Это делает параметры выходного тока значительно более стабильными и не зависящими от подключенных потребителей. Эти генераторы более дорогие, но их можно использовать для питания таких устройств как компьютеры или дорогие плазменные телевизоры без опасения, что они выйдут из строя по причине некачественного энергоснабжения.

Как видим система классификации генераторов, пожалуй, самая большая среди всей бензотехники. Это как раз является следствием широты сферы из применения.

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

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

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

Принцип работы электрического генератора — Закон Фарадея

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

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

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

Генератор переменного тока

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

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

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

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

Трехмашинный синхронный генератор

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

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

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

Газовые, дизельные и бензиновые переносные генераторы

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

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

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

Андрей Повный