Генераторы – виды, применение, установка. Виды генераторов для дома

Электрический генератор - электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в энергию электрического поля. Источниками механической энергии может быть вода, пар, ветер , двигатель внутреннего сгорания и другие.

История

Первыми электрическими генераторами были – электростатические генераторы. Принцип их действия был основан на явлении статического электричества . Но широкого применения в промышленности эти генераторы не получили, так как они развивали высокое напряжение при малом токе. Ярким примером таких генераторов стал генератор Ван де Граафа. Этот генератор был изобретен Робертом Ван де Граафом в 1929 году и в основном служил для ядерных исследований.

Затем люди начали предпринимать попытки по созданию электромагнитных генераторов, то есть генераторов, работа которых основана на явлении электромагнитной индукции. Одним из первых в этом направлении стал гениальный физик Майкл Фарадей, который как раз и открыл явление электромагнитной индукции . Также он сформировал принцип работы генераторов, который был назван законом Фарадея. Его суть заключалась в том, что в проводнике, движущемся перпендикулярно магнитному полю, образовывалась разность потенциалов. Доказательством этого принципа стал диск Фарадея. Это простейший генератор, который представлял из себя медный диск, вращающийся между концами подковообразного магнита.

В 1832 году Ипполит Пикси построил первую динамо-машину. Она представляла из себя машину, в которой имелся статор, создающий постоянное магнитное поле и нескольких обмоток, которые в нем вращались. Ток снимался с помощью механического коммутатора. По сути это был первый генератор постоянного тока.

Потом развитие промышленности пошло вверх, и были изобретены генераторы переменного тока , асинхронные и постоянные двигатели.

Принцип действия

Принцип действия электрического генератора основан на взаимодействии проводника и магнитного поля, в котором он движется. Как всегда приводится классический пример с рамкой в магнитном поле. Когда рамка вращается, её пересекают линии магнитной индукции, при этом в рамке образовывается электродвижущая сила. Эта ЭДС заставляет ток течь по рамке и с помощью контактных колец попадать во внешнюю цепь. Примерно так устроен простейший электрический генератор.

Применение

Применение электрических генераторов обширно. Они применяются практически везде, где это только возможно. Снабжают
наши дома электроэнергией, заряжают аккумуляторы в автомобилях, используются в промышленности и многое другое.

В настоящее время стали популярны автономные бензиновые и дизельные электрогенераторы, которые могут служить источниками электрической энергии при её отключении, либо вообще при её отсутствии. Такие генераторы используются в быту и в строительстве, так как форма тока имеет искажения, то без применения специального инвертора, подключать к ним какие-то электронные устройства не целесообразно, так как они могут выйти из строя.

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

Генераторы представляют собой устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Как правило, они производят электрический ток двух видов - постоянный и переменный.

Генераторы постоянного и переменного тока

Если рассматривать генератор постоянного тока , то в его состав его конструкции входит неподвижный статор с вращающимся ротором и дополнительной обмоткой. За счет движения ротора вырабатывается электрический ток. Генераторы постоянного тока в основном используются в металлургической промышленности, морских судах и общественном транспорте.

Генераторы переменного тока вырабатывают энергию за счет вращения ротора в магнитном поле. Путем вращения прямоугольного контура вокруг неподвижного магнитного поля, механическая энергия преобразуется в электрический ток. Данный вид генератора имеет преимущество в том, что ротор (основной движущий элемент) вращается быстрее, чем в генераторах переменного тока.

Синхронные и асинхронные генераторы

Генераторы, вырабатывающие переменный ток бывают синхронными и асинхронными . Они отличаются друг от друга своими возможностями. Мы не будем подробно рассматривать их принцип работы, а остановимся лишь на некоторых особенностях.

Синхронный генератор конструктивно сложнее асинхронного, вырабатывает более чистый ток и при этом легко переносит пусковые перегрузки. Синхронные агрегаты отлично используются для подключения техники, которая чувствительно реагирует на перепады напряжения (компьютеры, телевизоры и различные электронные устройства). Также, отлично справляются с питанием электродвигателей и электроинструментов.

Асинхронные генераторы , благодаря простоте конструкции достаточно стойки к короткому замыканию. По этой причине они используются для питания сварочной техники и электроинструментов. К данным агрегатам ни в коем случае нельзя подключать высокоточную технику.

Однофазные и трехфазные генераторы

Необходимо учитывать характеристику, связанную с типом вырабатываемого тока. Однофазные модели выдают 220 В, трехфазные - 380 В. Это очень важные технические параметры, которые необходимо знать каждому покупателю.

Однофазные модели считаются самыми распространенными, поскольку часто используются для бытовых нужд. Трехфазные позволяют напрямую снабжать электроэнергией крупные промышленные объекты, здания и целые поселки.

Перед покупкой генератора, необходимо владеть определенной технической информацией, понимать, чем они отличаются, поскольку это поможет Вам выбрать достойную модель, конкретно для ваших нужд, а также избавиться от лишних хлопот и сэкономить средства.

Компания «ООО «Кронвус-Юг»» реализует и изготавливает , и , которые вы можете купить по выгодной цене .

Они могли вырабатывать высокое напряжение , но имели маленький ток . Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой. Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:

• Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков

По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа .

Динамо-машина Йедлика

Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первая динамо-машина была построена Hippolyte Pixii в 1832.

Пройдя ряд менее значимых открытий динамо-машина стала прообразом из которого появились дальнейшие изобретения, такие как двигатель постоянного тока , генератор переменного тока, синхронный двигатель , роторный преобразователь.

Классификация

• Электромеханические
  • Индукционные
• Термоионные генераторы

Электромеханические индукционные генераторы

На сегодняшний день наиболее распространённым типом является индукционный электромеханический генератор. Абсолютное большинство тепловых, гидравлических, ветряных, атомных, приливных, геотермальных электростанций, а так же некоторые солнечные используют этот тип генератора.

Электромеханический генера́тор - это электрическая машина , в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию .

Классификация электромеханических генераторов

• По типу первичного двигателя:
  • Турбогенератор паровой турбиной или газотурбинным двигателем ;
  • Гидрогенератор - электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;
  • Дизель-генератор - электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем ;
  • Газотурбинный генератор - электрический генератор, приводимый в движение газотурбинным двигателем ;
  • Паро-генератор - электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной ;
  • Ветро-генератор - электрический генератор, преобразующий в электричество кинетическую энергию ветра;
• По виду выходного электрического тока
  • Генератор постоянного тока
    • Коллекторные генераторы
    • Вентильные генераторы
  • Генератор переменного тока
    • Однофазный генератор

ВИДЫ ГЕНЕРАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА – существуют три основных вида генераторов переменного и постоянного тока, использующие следующие виды топлива (дизель, бензин, газ). Не знаете, какой вид генератора выбрать? Компания «АГТ» предлагает купить разные виды электрических генераторов, но самые экономичные – это газовые, 1 кВт – всего 2 рубля. Основные виды генераторов переменного тока на газе собираются на базе двигателя ВАЗ, и имеют мощность от 10 до 35 кВт.

Виды электрических генераторов

Специалисты компании «АГТ» расскажут вам про виды электрических генераторов и помогут вам с выбором электростанции постоянного или переменного тока, проектными работами, гарантийным и постгарантийным обслуживанием. Благодаря годовой гарантии каждый вид электрического генератора обслуживается инженерами нашей компании. Впрочем, вероятность возникновения поломки крайне мала при соблюдении правил эксплуатации. В случае поломки запасные части для генераторов тока всегда в наличии на нашем складе. Использование генераторов постоянного тока серии Энергия поможет вам и в экстренной ситуации, когда по какой-то причине центральное электроснабжение будет отключено.

Многие частные дома и промышленные предприятия используют разные виды электрогенераторов в режиме постоянной работы. Подобрать электрический генератор можно из следующих видов:

• Бензиновый электрогенератор - хорошо подходит в использовании как резервный источник электроснабжения. Очень простой в работе, для запуска не требует специальных навыков. Небольшие мощности от 2-6 кВт, а также габаритные и весовые характеристики позволяют брать с собой в частный дом, гараж, на природу;
• Дизельный электрогенератор - часто используется как резервный источник электроэнергии на любых производствах, магазинах, спорткомплексов и т. д. Широко применяется для постоянной работы, где невозможно найти источник электроэнергии. Дорогой кВт, около 15 рублей;
• Газовый электрогенератор - в 90% случаях устанавливаются для постоянного режима работы, позволяют экономить в 2.5-3 раза с учетом тепловой и электрической энергии. Отлично подходят для круглосуточных потребителей.

Виды генераторов для дома

Самые экономичные виды генераторов для дома это газовые. В основном топливо для этих генераторов это центральная газовая магистраль, в этом случае вы не производите дополнительных действий по заправке или заказу газа. Так же можно использовать разные виды носителей топлива: газовые баллоны или газгольдер, в этом случае вам понадобится менять баллоны и делать дозаправку газгольдера, который устанавливается под землей. Таким образом, вы можете построить полностью автономную систему электроснабжения, не зависимую от централизованных источников. Кроме того, это обеспечивает значительную экономию средств.

Виды генераторов постоянного тока

Технические параметры видов генераторов постоянного тока следующие: двигатель ВАЗ российского производства, генератор Sinocox, система управления, Datakom (Турция), расход природного газа 0,35 м³/ч * 1 кВт (из 1 м³ газа мы можем получить 3 кВт электроэнергии), напряжение220В/380В. Генераторы постоянного тока могут работать круглосуточно, интервал замены масла составляет 300-500 часов. Мы предоставляем гарантию 360 дней с момента подписания актов сдачи генераторов в эксплуатацию, которые предполагают полный комплекс услуг от наших специалистов. Моторесурс любого вида генераторов составляет 28 000 моточасов. Все виды генераторов постоянного тока могут быть укомплектованы крепким алюминиевым шумопоглащающим корпусом, внутри он обшит сэндвич панелями, поэтому отлично защищает от любых погодных условий и шума. К примеру, если вам необходима общая мощность 500 кВт, то можно в один контейнер установить несколько генераторов постоянного тока по 150 кВт, общей мощностью 600 кВт. В постоянном режиме работы вы получите необходимую мощность. Преимуществом модульного подключения генераторов является низкий расход топлива и удобство обслуживания. Вам не потребуется отключать весь энергокомплекс.

Преимущества видов генераторов постоянного тока

• Преимущества модульной системы: Все модули имеют стопроцентную заводскую готовность. Требуется лишь подключения к коммуникациям на месте.
• Максимальная совместимость: Все модули переменного тока имеют максимальную совместимость друг с другом. При их разработке и производстве используется единая программа компонентов и комплектующих, применяемая для всех продуктов выпускаемых нами. Это особенно важно для систем автоматизации и диспетчеризации.
• Синхронизация: Во время синхронизации с внешней сетью потребитель даже не знает, откуда в настоящий момент поступает электричество. Это крайне важно на пограничных режимах работы двигателя.

Нужна более подробная информация на виды генераторов?