Elektriskais ģenerators (52 Fotoattēli): Elektriskās Strāvas ģeneratora Darbības Princips, Veidi, No Kā Tas Sastāv Un Kā Izvēlēties

2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 05:50

Zināt visu par elektroģeneratoriem ir nepieciešams ne tikai inženieriem, ražošanas organizatoriem un dažādiem vadītājiem, kā viņi parasti uzskata. Zināšanas par elektriskās strāvas ģeneratora darbības principu ir vispārējas pamatzināšanas par mūsdienu pasauli. Izpratne par ģeneratoru veidiem, no kā tie sastāv, kā izvēlēties ierīci, var ievērojami uzlabot jūsu dzīvi un garantēt komfortu pat pēkšņā strāvas padeves pārtraukumā.

Radīšanas vēsture

Nevar precīzi pateikt, kuri speciālisti izgudroja elektroenerģijas ģeneratoru - daudzi inženieri un elektroinženieri pie tā strādājuši gadu desmitiem. Darbs pie šādas tehnikas turpinās pat 21. gadsimtā, kad, šķiet, neko būtisku nevar piebilst . Izšķirošs solis ģeneratora izveides virzienā bija elektriskā lauka un magnētiskās adatas mijiedarbības atklāšana 1820. gadā. Pamazām varēja atklāt, ka elektrisko strāvu iegūst tikai kustīgā magnētiskajā laukā vai kad tajā pārvietojas vadītājs. Šāda atklājuma godu dala Anjos Yedlik (Austrija, 1827. gads) un Michael Faraday (Anglija, 1831).

Lai gan pirmais bija ungāru zinātnieks, viņa britu kolēģa centieni bija daudz slavenāki . Tas bija viņš, kurš rūpīgi un vispusīgi pētīja elektromagnētisko indukciju, nevis tikai mēģināja izveidot īpašu mehānismu. Turklāt Yedlik tikai no 1850. gadiem spēja pāriet no prototipiem uz pilnvērtīgu dinamo mašīnu. Bet Maikls Faradejs izveidoja elektroenerģijas ģeneratoru (lai gan joprojām nepilnīgs) jau 1831. gadā. Dinamo mašīnas vēsturiski bija pirmais veids, taču komutācijas lieluma un sarežģītības dēļ tās atstāja notikuma vietu.

Pirmās elektriskās mašīnas izgudrošanas gads Krievijā ir 1833. gads. Tajā pašā laikā Emanuels Lencs atklāja sistēmu atgriezeniskumu - vienu aparātu var izmantot gan ģenerēšanai, gan kā elektromotoru.

Bet arhaiskā dzimtbūšana neļāva izmantot daudzsološās attīstības priekšrocības, un drīz vien prioritāte neatgriezeniski tika rūpnieciski attīstītajām valstīm . Līdz 1851. gadam visi ģeneratori tika izgatavoti tikai ar pastāvīgajiem magnētiem; nākamo 16 gadu laikā bija iespējams palielināt jaudu vienkāršu elektromagnētu dēļ. 1866.-1867. Gadā vairāki izstrādātāji uzreiz iepazīstināja ar elektromašīnām ar pašaizraujošiem magnētiem.

Beļģu-franču izgudrotāja Zenob Gramm ģenerators, kas būvēts 1870. gadā, pirmo reizi tika plaši izmantots rūpnieciskiem mērķiem . Kad parādījās dīzeļdzinējs, neidentificēts izstrādātājs izdomāja, kā to izmantot kā ģeneratora piedziņu. Jau divdesmitajos gados rūpniecībā sāka aktīvi izmantot dīzeļģeneratorus. Fiziķu pētījumi pagājušā gadsimta 40. gados radīja magnetohidrodinamiskos ģeneratorus. Bet šādas sistēmas var izmantot tikai lielās elektrostacijās, nav izredžu to lietošanai mājās.

Ierīce un darbības princips

Jebkurš elektriskais ģenerators mehānisko impulsu pārvērš elektriskā strāvā. To iegūst, pagriežot magnētiskajā laukā ievietotu stieples spoli. Spole ir sadalīta divās galvenajās daļās: stingri fiksēts magnēts un stieples rāmis. Abi spoles gali ir mehāniski savienoti ar slīdēšanas gredzenu, kas slīd uz oglekļa suku. Šī suka vada elektrisko strāvu.

Ģeneratora darbības princips nozīmē arī to, ka rotējošās daļas radītais impulss nonāk iekšējā kontakta gredzenā . Tas notiek tieši tajā brīdī, kad rāmja daļa iet gar magnēta ziemeļu malu. Maiņstrāvas avots parasti darbojas pēc tā sauktās spēcīgās strāvas ģenerēšanas principa.

Tam ir tikai viens magnēts, tomēr tas pārvietojas pa vairākiem tinumiem. Ir vērts uzskatīt, ka automašīnas ģenerators ir sakārtots nedaudz savādāk.

Tas sāk darboties, kad tiek iedarbināta aizdedzes sistēma . Šobrīd strāva caur slīdēšanas gredzeniem pārvietojas uz suku komplektu un uz ierosmes sistēmu. Tur viņš ģenerē magnētisko lauku. Rotors, kas savienots ar kloķvārpstu, rada elektromagnētiskās svārstības. Atritināšanas terminālī tiek ģenerēta mainīga inducēta strāva. Pašu ierosinātā ģeneratora griešanās frekvence palielinās līdz noteiktam līmenim, un pēc tam tiek iedarbināts taisngriezis.

Lai gan pašreizējās ģenerēšanas pamatprincips ir magnētiskā lauka, rotora un statora mijiedarbība, dažādi mehāniskās enerģijas avoti var pagriezt kustīgu daļu. Tie var būt:

• tekošs ūdens;
• karsts tvaiks;
• vējš;
• iekšdedzes dzinēji.

Sinhronais ģeneratora veids atšķiras ar statoru un rotoru vērpes frekvenču sakritību. Kā rotors tiek izmantots pastāvīgais magnēts. Kad ierīce tiek iedarbināta, rotors sāk radīt vāju lauku. Tiklīdz apgriezieni palielinās, sāk ģenerēt lielu elektrisko spēku. Impulss iet caur sprieguma regulatoru un tiek nosūtīts uz elektrotīklu.

Sinhronā ķēde ļauj stabilizēt izstarotās strāvas parametrus. Tomēr pastāv liela elektriskās pārslodzes varbūtība. Turklāt suku komplekts ir jāapkalpo, un tas nekavējoties palielina patērētāja izmaksas.

Asinhronie modeļi nepārtraukti darbojas palēninošā režīmā. Rotors griežas pirms laika, un tā orientācija sakrīt ar statora ģenerētā magnētiskā lauka orientāciju. Rotori var būt gan fāzes, gan vāveres būrī.

Asinhrono ierīču magnētisko lauku nevar regulēt . Tāpēc strāvas biežumu un strāvas stiprumu tieši nosaka aparāta pagriezienu skaits. Pēdējās desmitgadēs nozīmīgu lomu spēlēja elektroķīmiskie ģeneratori, kas ģenerē uz ūdeņradi balstītu strāvu. Tos mēģina izmantot automašīnās, tomēr līdz šim nav izdevies pārvietot iekšdedzes dzinēju. Vēl viena ģeneratora versija - saules baterija darbojas, izmantojot fotoelektrisko efektu.

Skatījumi

Ar autonomiju

Ārkārtīgi autonoms tips - tās ir manuālās spēkstacijas. Tajos mehānisko kustību iegūst operatora muskuļu spēka dēļ. Protams, nav jārēķinās ar augstu produktivitāti un ilgstošu darbību . Bet jūs varat droši iegūt strāvu jebkurā situācijā, kad nevarat izmantot ne degvielu, ne vēja vai ūdens enerģiju. Tāpēc šādus ģeneratorus var iekļaut lidmašīnu avārijas komplektos, kurus ārkārtas gadījumos izmanto ekspedīcijas, militārpersonas utt. Nosacīti autonomas elektromagnētiskās ierīces - uz benzīna piedziņas.

Pēc fāžu skaita

Ir vienfāzes un trīsfāžu ierīces. Mājās un dzīvokļos trīsfāžu barošana ir nepieciešama reti. Izņēmums ir veci dzinēji, pirts sildelementi un līdzīgs aprīkojums.

Vienfāzes patērētāju pieslēgšana trīsfāžu ģeneratoram jāveic saskaņā ar vienotas sadales noteikumu.

Vienkāršs īkšķis nosaka: ja tīkls patērē 20 kW vai mazāk, trīs fāzēs nav jēgas.

Pēc darbības režīma

Galvenās izmantotās ierīces ir paredzētas nepārtrauktai darbībai. Tie parasti darbojas ar dīzeļdegvielu, lai gan ir izņēmumi. Šādas iekārtas var nodrošināt diennakts barošanas avotu, un tieši tas ir uzstādīts lielās elektrostacijās un termoelektrostacijās . Gaidīšanas ģeneratora modeļi ir paredzēti ārkārtas situācijām (kad pēkšņi tiek pārtraukta barošana). Arī darbs dažreiz turpinās bez pārtraukuma, bet tikai dažas stundas.

Pēc pielietojuma jomas

Ģeneratori lietošanai mājsaimniecībā tiek piedāvāti plašā diapazonā. Gandrīz visi no tiem nodrošina vienfāzes strāvu. Normālās vērtības ir 220 V, 50 Hz. Visspēcīgākās sadzīves ierīces tiek izmantotas pat metināšanai, kā arī nelielu darbnīcu un autoservisu barošanai.

Svarīgi: dokumentācijā jānorāda iespēja izmantot metināšanai - pretējā gadījumā risks ir ļoti augsts.

Ražošanas nolūkos nepieciešami jaudīgi stacionārie elektroģeneratori. Tos izmanto arī:

• lieli būvniecības projekti;
• mikrorajoni;
• cietas kotedžu apmetnes;
• ostas;
• dzelzceļa stacijas;
• slimnīcas;
• izglītības iestādes;
• biroju centri.

Sadzīves tehnikas klasifikācija

Benzīns

Vēja vai plūstoša ūdens piedziņas sistēmas ir sastopamas tikai vairāk vai mazāk lielās elektrostacijās. Nav tik viegli tos izmantot lauka (pārgājienu) apstākļos un pat tikai mājās. Tas jo īpaši attiecas uz hidroģeneratoriem. Kas attiecas uz termoelektrostacijām privātām vajadzībām, tās gandrīz vienmēr darbojas ar benzīnu un izdala ierobežotu jaudu, ierīces, kas ir jaudīgākas par 20 kW, var atrast reti . Parasti viņi izmanto AI-92 benzīnu, AI-76 un AI-95 lietošana ir iespējama tikai reizēm, un pat tad tas nav ieteicams.

Dīzeļdegviela

Iekārtas, kas darbojas ar dīzeļdegvielu, dažkārt rada līdz 3 MW strāvu. Tie nodrošinās enerģiju pat lielam brīvdienu ciematam ar garāžām un līdzīgu infrastruktūru.

Dīzeļģeneratori ir pieejami mobilajā vai stacionārajā dizainā. Šādu produktu klāsts ir ļoti liels un acīmredzami aptver visas vajadzības.

Pat samērā vāji modeļi ir piemēroti metināšanas iekārtu strāvas padevei.

Ražotāji

Mūsdienu Krievijā ražotie elektroģeneratori pārliecinoši izaicina ārvalstu produktus. Populārākie zīmoli ir:

• "Svarogs";
• "Kalibrs";
• Energomash;
• Energo.

Krievijas piegādātāju klāstā ir gan mājsaimniecības versijas ar jaudu 1000-2000 W, gan nopietni daļēji rūpnieciski paraugi ar jaudu līdz 5000 W . Visbeidzot, ir pat ievērojami jaudīgāki modeļi, kas palīdzēs celtniekiem un ražošanas organizatoriem. Vairāki Krievijas Federācijā ražotie ģeneratori ir aprīkoti ar modernu vadības un uzraudzības elektroniku, kas uzrauga tehniskos parametrus. Tomēr ir arī vienkāršākas versijas - kas ir daudz stabilākas sarežģītos apstākļos. Visbeidzot, Krievijas firmu produkti noteikti būs pieejami patērētājiem.

Mājsaimniecības segmentu attēlo, piemēram, modelis EG-87220. Tam ir 14 mēnešu patentēta garantija. Vairumā gadījumu pietiek ar degvielas tvertni ar 15 litru tilpumu, taču automātiskā palaišana netiek nodrošināta.

Maksimālā jauda sasniedz 2200 vatus. Darba spriegums - paredzamais 220 V.

Lieliskus ģeneratorus piegādā arī franču uzņēmums SDMO . Kopumā tas ir viens no pasaules līderiem dažāda veida un jaudas elektroģeneratoru ražošanā. Jūs varat viegli atrast SDMO benzīna spēkstaciju, kas spēj atrisināt gandrīz jebkuru iedomājamu uzdevumu. Tie piedāvā pievilcīgu sniegumu. Francijas koncerna klāstā ir modeļi ar īpašiem rāmjiem, kas slāpē vibrāciju. Aprīkots ar lieliskām elektroniskām sastāvdaļām.

Uzmanība tiek pievērsta modelim K10M . Tas nodrošina 230 V spriegumu un tiek kontrolēts no tālvadības pults. Tiek nodrošināts strāvas ķēdes pārtraucējs, iespēja strādāt pie - 30 grādiem. Uz rāmja ir uzstādīta pretvibrācijas sistēma. Ir arī 12V uzlādes ģenerators.

Konkurējošais uzņēmums Caiman Krievijas tirgū ienāca salīdzinoši nesen . Tomēr viņai jau ir izdevies pēc iespējas pārliecinošāk demonstrēt savu produktu nopelnus. Tās modeļi ir paredzēti minimālam troksnim, un tos var droši uzstādīt pat mājas iekšienē. Visi šī zīmola ģeneratori atbilst augstākajiem vides standartiem. Protams, Caiman klāstā ir dažādas jaudas un izmēra ierīces.

Šis zīmols var lepoties ar Expert 3010X modeli. Tam ir uzlabota gaisa dzesēšanas iespēja. Sadales vārpsta izmanto uzlabotu ķēdes piedziņu.

Filtrs nodrošina ģeneratora iedarbināšanu pat ļoti putekļainās vietās. Automatizācija nodrošinās, ka iedarbināšana bez eļļas nav iespējama. Ir arī vērts atzīmēt:

• pāris kontaktligzdas, kas aizsargātas no mitruma;
• garantija akumulatora darbības laikam līdz 210 minūtēm;
• pārdomāta dzesēšanas iekārta;
• lieliska sistēma bez birstēm, kurai nav nepieciešama sarežģīta apkope.

Vācu ražotājs Endress ieņem ļoti labas pozīcijas tirgū. Pašā Vācijā, kas jau daudz saka, tās ierīces ir ārkārtīgi populāras. Uzņēmums aktīvi izmanto sarežģītus risinājumus. Tāpat kā iepriekšējiem piegādātājiem, klāstā ir viss barošanas avotu klāsts. Modeļu galvenās daļas jauda svārstās no 1500 līdz 9000 W. Gandrīz visas Endress ierīces spēj piegādāt 220 un 380 V.

Labs piemērs ir ESE 404 YS Diesel . Šī versija tiek novērtēta ar uzticamību un zemu degvielas patēriņu. Ierīces jauda sasniedz 3, 9 kVA. Vienfāzes ģeneratora spriegums ir 230 V. Elektriskā aizsardzība ir IP23.

Runājot par vācu piegādātājiem, būtu muļķīgi ignorēt citu populāru zīmolu - Fubag . Tās elektroģeneratori ir tādas pašas kvalitātes kā vismaz slavenākās metināšanas iekārtas. Fubag speciālistiem rūp ne tikai tehniskās īpašības, bet arī oriģinālais dizains, kas atvieglo apkalpošanu. Šī zīmola ģeneratori formāli pieder profesionālajai kategorijai. Tomēr tos ne mazāk veiksmīgi izmanto privātajā sektorā.

Atvērtā vienfāzes spēkstacija DS 16 A ES, izmantojot 51 litru tvertni, nodrošina līdz 13,6 kVA strāvu. Tiek nodrošināta gaisa priekšsildīšana.

Dizaineri rūpējās par aizsardzību pret pārslodzi, elektriskās pretestības līmenis ir IP23. Četru cilindru iekārta nodrošina strāvu 54 A. Pie 75%slodzes ierīce darbosies līdz 10 stundām.

Krievijas patērētāji jau sen ir novērtējuši Resanta zīmola elektroģeneratoru priekšrocības. Viņi tiek slavēti par:

• augsto tehnoloģiju detaļas;
• apkalpošanas vieglums;
• lieliska svara un jaudas attiecība;
• izejas sprieguma stabilitāte.

Sortimentā izceļas BG 4000 R modelis, kas darbojas ar benzīnu. Jauda - 3 kW, degvielas kategorija - AI -92. Sinhronā suku sistēma darbojas nevainojami, informāciju lietotājam sniedz displejs. Aizdedzes sveces uzgriežņu atslēga, poga ir iekļauta komplektā. Faktiski ražošana tiek veikta Ķīnā.

Starp Ķīnas firmām ELITECH zīmols izceļas labvēlīgi . Mūsu valstī viņš ir pazīstams kopš 2008. gada. Šādi ģeneratori ir ne tikai augstas kvalitātes, bet arī nepretenciozi un daudzpusīgi. ELITECH produkcija izmanto jaunākās tehnoloģijas, un tāpēc uzņēmumam izdevās atstumt malā daudzus bijušos tirgus līderus. Šī uzņēmuma gāzes ģeneratori atšķiras ar kombinētu iedarbināšanu, tos var izgatavot stacionārā vai mobilajā formā.

Vienkārša mājsaimniecības ģeneratora piemērs ir BES 950 R . Ar tvertnes tilpumu 4, 4 litri tas nodrošina strāvas stiprumu 2, 8 A. Startēšana notiek manuālā režīmā. Automatizācija uzrauga eļļas līmeni un pēc vajadzības izslēdz ierīci. Divtaktu dzinējam ar augšējo vārstu ir viens gaisa dzesēšanas cilindrs. Skaņas skaļums sasniedz 56 dBA. Norvēģijas elektroģeneratori nav pelnījuši īpašu pieminēšanu, atšķirībā no zīmoliem:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipors;
• Reindžers.

Kā izvēlēties?

Nopirkt “vienkārši klusu” ierīci nav pilnīgi saprātīgi. Kā arī visspēcīgākā ierīce. Pirmkārt, jums jāizlemj, kādam nolūkam ģenerators tiks izmantots:

• sezonas elektroapgādē;
• kā rezerves drošības tīkls;
• kā ārkārtas risinājums;
• kā pastāvīgs enerģijas avots.

Tūristiem, medniekiem, zvejniekiem un daļai komerciālo patērētāju pareizāk ir izvēlēties mobilo ģeneratoru. Viņš būs piemērots arī vasaras iedzīvotājiem. Bet ierīces jauda ir kritiska. Tam jābūt līdzsvarotam: vāja tehnika uzdevumu "neizvilks", un pārāk spēcīga tehnika tērēs resursus.

Nepieciešamā indikatora noteikšana palīdz ņemt vērā sākuma strāvas koeficientu, kā arī sadalīt ierīces svarīgos un ne īpaši svarīgos (putekļsūcēji, veļas mazgājamās mašīnas, gludekļi, mikroviļņu krāsnis nav jāpievieno).

Fāžu skaits ir arī ļoti svarīgs. No vienfāzes ģeneratora var darbināt tikai vienfāzes ierīces. Tomēr lietošanai mājās un piepilsētā tas nav pārāk svarīgi. Jāizmanto trīsfāžu modeļi, lai aprīkotu būvlaukumus, rūpniecības uzņēmumus un to individuālās darbnīcas. Svarīgi: tie izsniedz ne vairāk kā 1/3 jaudas vienā fāzē.

Vēl viens svarīgs aspekts ir izmantotā degviela . Benzīna modelis ļaus jums piegādāt strāvu mājai periodisku kļūmju gadījumā. Šīs ierīces ir kompaktas, samērā vieglas un tām ir neliels troksnis. Tos aktīvi izmanto mazie komercuzņēmumi - gan ražošanā, gan tirdzniecībā. Dīzeļdegvielas modifikācijas ir dārgas, rada daudz trokšņa, taču tās izdala lielu strāvu un var darboties ilgu laiku bez pārtraukumiem. Modeļi ir vērtīgi tur, kur elektrības tīklu trūkst kā klases.

Divu degvielu versijas būs ekonomiskākas un daudzpusīgākas nekā citas. Tie parasti darbojas ar benzīnu un gāzi, un pārslēgšana ir vienkārša.

Balonu sašķidrinātā gāze ir ievērojami lētāka nekā benzīns . Šis režīms ir vēl izdevīgāks, ja tas ir savienots ar šoseju. Asinhronās ierīces ir paredzētas barošanai brīvā dabā, tās jāizmanto arī īpaši mitrām telpām.

Tomēr problēma ir tā, ka ģeneratori bez birstēm neprot nodrošināt nevainojami augstas kvalitātes strāvu ar optimālu sinusa vilni. Sadzīves tehniku un datorus vislabāk var darbināt ar sinhronām ierīcēm. Pat jutība pret putekļu bojājumiem ir pamatota ar stabiliem parametriem un augstām strāvas īpašībām. Vara tinuma ģenerators ir dārgāks, taču tas daudz labāk vada siltumu un tam ir lieliska jauda. Turklāt jums jāpievērš uzmanība:

• AVR sistēmas klātbūtne (bez tās strāvas pārspriegums var salauzt tālruņus, planšetdatorus un klēpjdatorus);
• manuāls vai elektrisks startera veids;
• iespēju automātiski startēt (un dažreiz pārtraukt) klātbūtne;
• slēgts vai atvērts korpuss (pirmā iespēja ir stabilāka un uzticamāka, taču tā var pārkarst);
• dzinēja stundu atpakaļskaitīšana (ļauj savlaicīgi veikt apkopi);
• degvielas patēriņš;
• atsauksmes;
• piegādātāja pakalpojumu iespējas.